Bekijk hoofdstuk 1 - Educatheek.nl

18 Inleiding Thermodynamica
Zetten we deze verzamelingen grafisch uit, dan vinden we een lijn (figuur 1.6a),
waarvan de punten alle toestanden van A weergeven waarbij A in thermisch
evenwicht is met die ene toestand van C. Zo'n lijn noemen we een isotherm:
(a)
X
A
θ
θ′
θ″
x (b)
Figuur 1.6. Isothermen van systeem A (a) en B (b).
Een isotherm in een diagram is de verzameling van alle punten, die toestanden
voorstellen waarbij een systeem in thermisch evenwicht is met een en slechts een
toestand van een ander systeem.
Wegens de Nulde Hoofdwet zijn al deze toestanden ook met elkaar in thermisch
evenwicht. We kennen daarom aan zo’n isotherm, en dus aan die ene toestand van C,
een symbool toe: θ.
Kiezen we een andere toestand van C, dan ontstaat op dezelfde manier een andere
isotherm van A, waaraan we het symbool θ′ toekennen, enzovoort. Ook kunnen we,
uitgaande van deze toestanden van C, isothermen van B construeren (figuur 1.6b).
Wegens de Nulde Hoofdwet zijn alle toestanden, weergegeven door punten op
corresponderende isothermen, met elkaar in thermisch evenwicht. Zij hebben dus een
eigenschap gemeen en die eigenschap is weergegeven door de grootheid θ. We
noemen θ: de empirische temperatuur.
We moeten nu een ordening aanbrengen in deze empirische temperatuur, zodanig
dat:
a. deze ordening reproduceerbaar is en
b. energie (warmte) stroomt van hoge naar lage temperatuur.
In beginsel kan de keus bij b) ook andersom gemaakt worden. Voor de thermodynamica
maakt dat niet uit; alleen de aansluiting met de dagelijkse ervaring gaat
verloren.
1.6. De avogadrotemperatuur
Een empirische temperatuurschaal die aan de zojuist geformuleerde eisen voldoet
krijgt men als volgt:
Men neemt een glazen capillair en vult dat gedeeltelijk met een vloeistof,
bijvoorbeeld kwik. Als de temperatuur stijgt, blijkt de kwikdraad langer te worden,
omdat kwik meer uitzet dan glas. Men zet bij de plaats waar de meniscus zich
Y
B
θ
θ′
y
θ″