零律法热力学指出，如果两个物体在热平衡中与某些第三尸体处于热平衡状态，那么它们也彼此保持平衡。热平衡意味着，当将两个物体彼此接触并被可渗透的屏障隔开时，不会将热量从一个传递到另一个。
换句话说，零法则意味着这三个尸体都是相同的温度， 根据NASA。詹姆斯·克莱克·麦克斯韦（James Clerk Maxwell）当他说：“所有热量都是同一种。” （Longmans，Green and Co. 1875）。最重要的是，零法律确定温度是事情。
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热力学零核法的历史
当零法律最初是在18世纪构思的时，已经有两个热力学定律。 。OpenStax，由赖斯大学经营的教育组织。这造成了困境：原始法律已经以其分配的数字而众所周知，并且重新编号会与现有文献造成冲突，并引起极大的混乱。一位科学家，拉尔夫·H·福勒，提出了解决困境的解决方案：他将新法律称为“零法”。 （剑桥大学出版社，1939年）。 （有趣的是科幻作家艾萨克·阿西莫夫（Isaac Asimov）在他的1985年小说中，将零法律的想法赋予了“机器人和帝国“当他发现他需要在三个机器人法则这取代了第一定律。）
密苏里州南部州立大学物理学教授戴维·麦基（David McKee）告诉《现场科学》，《零体法》确定“两个系统的温度是您唯一需要了解的东西才能确定它们之间的热量将在它们之间流动。”
温度计
热力学的零定律定义了温度并使温度计成为可能。但是，要使温度计有用，必须首先对其进行校准。所有其他基本的度量单位，例如长度，质量，时间等 - 每个都根据精确的标准定义。在这种情况下，科学家不仅必须定义一个度量单位，而且还必须定义规模的开始点。
标准化温度测量的最显着早期努力是德国仪器制造商丹尼尔·加布里埃尔·华氏。在18世纪初，华氏汞。他还发明了华氏量表，该量表将水的冰点和沸点设置为32华氏度和212华氏度，并至今仍使用，尤其是在美国，尤其是在美国。世界其他大部分地区都使用摄氏量表，该量表为水的冰点分配了0度的值，其沸点为平均海平面的沸点为100度。
科学和工程中使用的所有测量量表的始于零值。零长度，质量或时间的概念相对容易掌握。但是，零温度或绝对零在绝对没有热能的地方，很难掌握。这是因为在自然界或实验室中从未观察到这样的温度，人们普遍认为它永远不会。但是，科学家已经非常接近。
热力学温度的单位是开尔文（K），最初是根据水的三点定义的。三重点被定义为“
气体，液体和固体相的温度和压力状况可以以平衡状态存在。”Merriam-Webster。尽管该标准对于环境温度很方便，但它在非常高且非常低的温度下进行了测量。所以在2019年，国际重量和措施将标准更改为基于Boltzmann常数（K），该常数将温度与物质中颗粒的平均能量相关联。该定义承认温度是对分子运动的平均能量的量度。国家物理实验室。
大多数温度计都包含液体或金属，这些液体或金属根据其温度而变化或形状。当液体或金属达到测量物体或物质的热平衡时，可以利用温度计中材料的温度敏感性，以指示其温度。NASA。
例如，某些类型的温度计使用液体，通常是酒精或汞，随着温度升高或降低，会扩大或合同。通过在连接到长而狭窄的玻璃管连接的玻璃灯泡中，将相对较大的液体储存器放大，可以放大这种小的膨胀。这样，灯泡中液体体积的较小变化会导致管子中液体水平发生巨大变化。然后，可以通过根据校准比例读取液体的高度来确定温度。哈珀学院。
另一种类型的温度计依靠金属的热膨胀。同样，问题在于如何扩大大小的较小变化，以便可以按比例读取。一种方法涉及一个带有多个循环的线圈，因此即使长度略有变化也会乘以循环数量，因此可以阅读。另一种方法利用了这样一个事实，即加热时不同的金属以不同的速度膨胀。具有不同膨胀系数的两种不同金属的条（材料在某种程度上变化的程度）可以将其层压在一起，以便在加热时组装会卷曲。根据宾夕法尼亚州立大学。
测量温度的另一种方法涉及温度敏感的有机材料的颜色变化。这些通常仅用于测量有限的温度范围，例如指示发烧或监测室温。另一种称为热敏电阻的设备基于由于温度而导致的半导体材料的电阻率的变化。宾夕法尼亚州立大学。这些设备可以检测到极小的温度变化，并用于验光仪- 根据温度变化测量辐射，并监测实验室实验。但是，如果不依靠零法则中描述的原则，则无法进行测量。
本文于2022年2月1日由Live Science撰稿人Ashley Hamer更新。
其他资源
- 这来自CrashCourse的视频是关于热力学的第一个和零零定律的丰富多彩，动画的解释器。
- 从“伟大的解释器”中了解热力学定律理查德·费曼（Richard Feynman）演讲，由加州理工学院提供。
- 约翰·霍根（John Horgan科学美国人的这篇文章。
参考书目
NASA Glenn Research Center，“热力学平衡（Zeroth Law）”，2021年。https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/thermo0.html
詹姆斯·克莱克·麦克斯韦（James Clerk Maxwell），《热理论》，《朗格斯》，《格林与公司》，1875年。
Ian T. Durham，“ Ralph Fowler”，圣安塞尔姆学院，2001年3月。https://mathshistory.st-andrews.ac.uk/biographies/fowler/
传记，“艾萨克·阿西莫夫”，2014年4月。https://www.biography.com/writer/isaac-asimov
Mindmatters新闻：“机器人技术的三个法律使机器人失败了”，2019年9月28日。https://mindmatters.ai/2019/09/the-threewhaws-of-robotics-have-failed-the-robots/
密歇根大学，“机器人技术的三个法律”。https://websites.umich.edu/~engb415/literature/cyberzach/asimov/robolaw.html
世界传记百科全书，“加布里埃尔·华氏传记”。https://www.notablebiographies.com/du-fi/fahrenheit-gabriel.html
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国际重量和措施局，“ SI小册子：国际单位体系（SI）”，2019年。https://www.bipm.org/en/publications/si-brochure
国家物理实验室，“ SI单位：开尔文（K）”，2021年。https://www.npl.co.uk/si-units/kelvin
哈珀学院，“测量温度”。https://dept.harpercollege.edu/chemistry/chm/100/dgodambe/thedisk/labtech/temper.htm
宾夕法尼亚州立大学，“气象3：温度计”。https://www.meteo.psu.edu/wjs1/meteo3/html/temperature.htm
宾夕法尼亚州立大学，“ NTC热敏电阻”。https://www.me.psu.edu/sommer/me445/n11_thermistors.pdf
加利福尼亚大学伯克利分校，“为什么要凸出？” 2001。https://bolo.berkeley.edu/bolometers/introduction.html
