¿Qué es la Ley Cero de la Termodinámica?

La termodinamica es el estudio de la relación entre calor, temperatura, trabajo , que se realiza cuando una fuerza aplicada a un objeto hace que ese objeto se mueva, y energia, que se presenta de muchas formas y se define como la capacidad para trabajar. Las cuatro leyes de la termodinamica describen cómo las cantidades físicas fundamentales de temperatura, energía y entropía cambian en diversas situaciones.

Como ejemplo de la termodinámica en acción, colocar una olla con agua en una estufa calentada hará que la olla se caliente porque el calor se transfiere a la olla desde la estufa. Esto a su vez hace que las moléculas de agua reboten en la olla. El movimiento más rápido de estas moléculas se observa como agua más caliente.

En general, el equilibrio se refiere a un estado equilibrado que no cambia en generalcon el tiempo. Esto no significa que nada esté sucediendo; más bien, que dos influencias o fuerzas se equilibran entre sí.

 

Considere, por ejemplo, un peso que cuelga de una cuerda atada al techo. Al principio, los dos están en equilibrio entre sí y la cuerda no se rompe. Sin embargo, si se adhiere más peso a la cuerda, ésta se tirará hacia abajo y eventualmente se romperá ya que las dos ya no están en equilibrio.

El equilibrio térmico se refiere a la situación en la que dos objetos que pueden transferirse calor se mantienen a una temperatura constante a lo largo del tiempo. El calor se puede transferir de varias maneras, incluso si los objetos están en contacto entre sí o si el calor se irradia desde una fuente como una lámpara o un sol. Dos objetos no están en equilibrio térmico si la temperatura general cambia con el tiempo, pero pueden aproximarse al equilibrio térmico a medida que el objeto más caliente transfiere calor al más frío.

La ley cero de la termodinámica es una de las cuatro leyes de la termodinámica, que establece que si dos sistemas están en equilibrio térmico con un tercer sistema, entonces están en equilibrio térmico entre sí. Como se ve en la sección anterior sobre el equilibrio térmico, estos tres objetos se aproximarán a la misma temperatura.

La ley cero de la termodinámica se ve en muchas situaciones cotidianas.

  • El termometro puede ser el ejemplo más conocido de la ley zeroth en acción.Por ejemplo, digamos que el termostato en su habitación lee 67 grados Fahrenheit. Esto significa que el termostato está en equilibrio térmico con su dormitorio. Sin embargo, debido a la ley cero de la termodinámica, puede suponer que tanto la habitación como otros objetos en la habitación (por ejemplo, un reloj que cuelga en la pared) también están a 67 grados Fahrenheit.
  • Al igual que en el ejemplo anterior, si toma un vaso de agua con hielo y un vaso de agua caliente y los coloca en la encimera de la cocina durante algunas horas, finalmente alcanzarán el equilibrio térmico con la habitación, y los 3 alcanzarán la misma temperatura.
  • Si coloca un paquete de carne en su congelador y lo deja durante la noche, asumirá que la carne ha alcanzado la misma temperatura que el congelador y los otros artículos en el congelador.

(0 votes)