Termofysiikan perusteet, Ismo Napari ja Hanna Vehkamäki, 2013.
Termofysiikan perusteet, Ismo Napari ja Hanna Vehkamäki, 2013.
Termofysiikan perusteet, Ismo Napari ja Hanna Vehkamäki, 2013.
- No tags were found...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Luku 2Termodynamiikan nollaspääsääntöTermodynamiikka perustuu neljään pääsääntöön, jotka ovat yhtä keskeisessäasemassa kuin Newtonin lait mekaniikassa. 1 Termodynamiikan pääsäännöt(0–3) ovat luonnonlake<strong>ja</strong>, joita ei voi johtaa muista tuloksista.2.1 Termodynaaminen tasapaino (1.3)Termodynamiikan nollanneksi pääsäännöksi voidaan kutsua seuraavaa havaintoa:Jos kaksi systeemiä ovat erikseen termodynaamisessa tasapainossakolmannen kanssa, niin ne ovat tasapainossa myös keskenään:tasapaino1 3∧tasapaino2 3⇒tasapaino1 2Nollannesta pääsäännöstä seuraa, että on olemassa tilamuuttu<strong>ja</strong>, joka kuvaatermisessä kosketuksessa olevien systeemien tasapainoa. Tämä tilamuuttu<strong>ja</strong>on lämpötila: jos kaksi systeemiä on termodynaamisessa tasapainossa, niidenlämpötilat ovat samat. Lämpötilavertailun transitiivisuudesta seuraa lisäksi,että voidaan valita jokin referenssisysteemi, jota käytetään lämpötilan mittaamiseen,toisin sanoen se toimii lämpömittarina. Jo James Clerk Maxwell (1831–1879) tunsi tämän periaatteen mutta vasta Fowler <strong>ja</strong> Guggenheim (1939) ehdottivatnimeä “nollas pääsääntö”. Lyhyenä muistisääntönä nollas pääsääntö voikuulua vaikkapa seuraavasti: Lämpötilan käsite on hyvin määritelty <strong>ja</strong> on olemassalämpömittari.Havainnollistamme lämpötilan käsitettä yksinkertaisella PTV-systeemillä,joka koostuu eristetystä (eli jäykkäseinäisestä, ainetta <strong>ja</strong> lämpöä läpäisemättömästä)1 Historiallisista syistä suomenkielisessä kir<strong>ja</strong>llisuudessa puhutaan termodynamiiikanpääsäännöistä, ei laeista.