Номер 5, страница 264 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Вопросы. Параграф 46. Температура и тепловое равновесие. Глава 7. Основы молекулярно-кинетической теории и термодинамики. Молекулярная физика и термодинамика - номер 5, страница 264.

Условие.

5. Сформулируйте нулевое начало термодинамики.

Решение.

5. Сформулируйте Нулевое начало термодинамики.

Нулевое начало (или нулевой закон) термодинамики является одним из фундаментальных постулатов термодинамики и формулируется следующим образом: если две термодинамические системы находятся в состоянии теплового равновесия с третьей системой, то они находятся в состоянии теплового равновесия и между собой.

Этот закон вводит фундаментальное понятие температуры как физической величины, характеризующей состояние теплового равновесия. Тепловое равновесие — это состояние, при котором макроскопические параметры изолированной системы (такие как давление, объем, концентрация) не изменяются со временем. Если две системы, приведенные в тепловой контакт, находятся в равновесии, это означает, что у них одинаковая температура. Нулевое начало можно выразить символически: если система A находится в тепловом равновесии с системой C, и система B также находится в тепловом равновесии с системой C, то системы A и B находятся в тепловом равновесии друг с другом. В терминах температуры это означает: если $T_A = T_C$ и $T_B = T_C$, то из этого следует, что $T_A = T_B$.

Практическая значимость этого закона заключается в том, что он обосновывает саму возможность измерения температуры. Третья система (C) может выступать в роли термометра. Приводя термометр в контакт с телом A, мы дожидаемся установления равновесия и измеряем температуру $T_A$. Затем, приводя тот же термометр в контакт с телом B, мы измеряем температуру $T_B$. Если показания термометра одинаковы, мы можем утверждать, что температуры тел A и B равны, даже если эти тела никогда не контактировали друг с другом.

Ответ: Нулевое начало термодинамики утверждает, что если две системы по отдельности находятся в тепловом равновесии с некоторой третьей системой, то они находятся в тепловом равновесии и между собой. Этот закон постулирует существование температуры как параметра состояния, одинакового для всех систем, находящихся в равновесии.

6. Что называют термометрическим телом?

Термометрическим телом (или термометрическим веществом) называют физическое тело или вещество, которое используется в качестве рабочего элемента в термометре для измерения температуры. Главное требование к такому телу — наличие у него определенного физического свойства (называемого термометрической величиной), которое однозначно, непрерывно и монотонно зависит от температуры.

Изменение этой термометрической величины позволяет судить об изменении температуры. Для построения температурной шкалы необходимо выбрать термометрическое тело, соответствующую термометрическую величину и установить реперные (опорные) точки — воспроизводимые состояния (например, точка тройная точка воды, точка кипения воды при нормальном давлении), которым приписываются точные значения температуры.

В зависимости от выбора термометрического тела и термометрической величины существуют различные типы термометров. Примерами могут служить:

1. В жидкостных термометрах (ртутных, спиртовых) термометрическим телом является жидкость, а термометрической величиной — её объём, изменение которого приводит к изменению высоты столбика жидкости в капилляре.

2. В газовых термометрах термометрическим телом является газ (например, гелий, водород), а термометрической величиной — его давление при постоянном объёме (или его объём при постоянном давлении).

3. В термометрах сопротивления термометрическим телом служит проводник (чаще всего платина), а термометрической величиной — его электрическое сопротивление.

4. В термопарах термометрическим телом является спай двух разнородных проводников, а термометрической величиной — возникающая на контакте термоэлектродвижущая сила (термо-ЭДС).

Ответ: Термометрическим телом называют тело (или вещество), которое используется в термометре и обладает физическим свойством (термометрической величиной), однозначно и монотонно зависящим от температуры, что позволяет использовать его для её измерения.