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热平衡

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  一个处于任意平衡状态的系统,在没有宏观功的条件下,靠系统与外界直接相互作用以改变系统状态的方式称热接触(或热交换)。两个热力学系统进行热接触时,系统原来的平衡状态一般都将发生变化;经过足够长的时间之后,系统的状态不再发生变化;这时可以认为两个系统处于热平衡。如果两个系统热接触时,状态没有发生变化,则说明两个系统已是互为热平衡的。可以认为互为热平衡的两个系统的冷热程度相同。
  若有A、B、C三个处于任意确定的平衡态的系统,而系统A和系统B是互相绝热的。令A和 B同时与系统C相互热接触,经过足够长的时间后,A和B都将与C达到热平衡。这时使A和B不再绝热而相互热接触,实验证明,A和B的状态都不发生变化,即A和B也是处于热平衡的。此实验事实说明,如果两个热力学系统各自与第三个热力学系统处于热平衡,则它们彼此也必处于热平衡。这一实验结论叫做热平衡的传递性,或叫做热平衡定律。
  热平衡定律是热力学中的一个基本实验定律,其重要意义在于它是科学定义温度概念的基础,是用温度计测量温度的依据。在热力学中,温度、内能是三个基本的状态函数,内能是由热力学第一定律确定的;熵是由热力学第二定律确定的;而温度是由热平衡定律确定的。所以热平衡定律如第一、第二定律一样也是热力学中的基本实验定律,其重要性不亚于热力学第一、第二定律,但由于人们是在充分认识了热力学第一、第二定律之后才看出此定律的重要性,故英国著名物理学家R.H.否勒称它为热力学第零定律。

 

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