Ley Cero de la Termodinámica

Con el material que hemos discutido hasta ahora, estamos preparados para describir la Ley de Cero de la Termodinámica. Como los otras leyes de la termodinámica que veremos, la Ley de Cero se basa en la observación y en su comprobación experimental. Consideremos dos observaciones como punto de partida:

1) Si dos cuerpos están en contacto térmico por un tiempo los suficientemente largos, ningún cambio futuro observable toma lugar y se dice que el equilibrio térmico prevalece.

2) Dos sistemas que están individualmente en equilibrio térmico con un tercero, estos dos están en equilibrio térmico uno con el otro; los tres sistemas tienen el mismo valor de la propiedad llamada temperatura.

Estas ideas que relacionan la temperatura y del equilibrio térmico se expresan formalmente en la Ley Cero de la Termodinámica:

Ley Cero: Existe para cada sistema termodinámico en equilibrio una propiedad llamada temperatura. La igualdad de la temperatura es una condición necesaria y suficiente para el equilibrio térmico.

La Ley Cero define así una propiedad (temperatura) y describe su comportamiento.

Es importante observar que esta ley es verdadera sin importar cómo medimos la propiedad temperatura. Si bien las escalas de temperaturas empíricas y la temperatura termodinámica son discutidas más adelante, presentamos las dos escalas absolutas utilizadas actualmente. La escala Kelvin:

K = 273.15 + ◦C

Donde ◦C son los grados centígrados y la escala Ranking:

R = 459 + ◦F

Donde ◦F son los grados Fahrenheit

La escala de temperaturas será discutida posteriormente.

La Ley del Cero se representa esquemáticamente en la figura:

Representación esquemática de la ley cero de la termodinámica.