热力学第零定律
热力学四大定律之一是热力学第零定律。有趣的是，热力学第零定律的制定比最初的三个定律晚得多。然而，关于它是否应该被称为第四定律或其他名称存在相当大的争论。之所以出现这个问题，是因为新立法提供了更清晰的温度定义，并有效地取代了之前的三项法规。福勒最终想出了一个可以结束争论的名字。温度作为热平衡指标的概念由热力学第零定律构成。
热力学第零定律
考虑两个系统 A 和 B，它们被一堵墙隔开，不允许它们之间进行任何能量交换。这样的墙被称为绝缘墙或绝热墙。如图所示，第三系统 C 与系统 A 和 B 通过导电或透热壁隔开。
热力学第零定律
由于系统 A 和 C 之间可以交换能量，因此 A 和 C 处于热平衡状态。同样，能量可以在系统 B 和 C 之间交换，因此 B 和 C 也处于热平衡状态。换言之，系统 A 和 B 分别与第三系统 C 处于热平衡状态。当系统 A 和 B 之间的绝热壁被移除时，它们之间不会发生能量转移。这表明系统 A 和 B 也处于热平衡状态。这一观察导致了一个重要的定律，称为热力学第零定律，如下所示：
Two systems A and B which are separately in thermal equilibrium with a third system C are also in thermal equilibrium with each other.
根据热力学第零定律，如果系统 A 与系统 C 处于热平衡状态，则
A系统温度=C系统温度…………(1)
类似地，如果系统 B 与系统 C 处于热平衡状态，则
B系统温度=C系统温度…………(2)
现在，根据等式（1）和（2），我们有系统 A 的温度 = 系统 B 的温度。因此，系统或物体的温度可以定义如下：
The temperature of a system is a physical quantity, equality of which is the only condition for the thermal equilibrium of two systems or bodies in contact.
or
A system’s or a body’s temperature is a physical quantity that indicates whether or not the system is in thermal equilibrium with another system with which it is in touch.
热平衡
热力学第零定律承认温度是一种有价值的测量方法，因为它可以预测热量是否会在事物之间流动。无论项目如何相互作用，这都是事实。根据热传递的辐射方法，即使它们没有物理相互作用，热量也可以在两个事物之间移动。
The zeroth law of thermodynamics says that no heat flow will occur if the systems are in thermal equilibrium.
热力学与其他研究的区别在于温度。这种特性能够区分冷热。当两个或多个不同温度的物体接触时，它们最终会达到相似的温度，并被称为处于热平衡状态。即使基于其他考虑它们能够传递热量，如果没有热传递，系统也被认为处于热平衡状态。例如，如果我们将食物存放在冰箱中过夜，食物与冰箱的空气处于热平衡状态。当热量不再从食物传递到空气或从空气传递到食物时，就会发生热平衡。
热力学第零定律示例及应用
该定律对于热力学的数学表述至关重要，或者换句话说，对于表达温度的数学定义至关重要。这个概念最常见的用途是比较不同事物的温度。如果我们想准确测量温度，我们需要一个参考物体以及该物体随温度变化的特性。该特性的变化可以解释为温度变化。所选择的特征称为热力学性质。
尽管如此，温度计是热力学第零定律最普遍的应用。使用管中装有水银的简单温度计，我们可以见证第零定律的运行。因为管的面积随着温度的升高保持不变，所以汞会膨胀。由于这种发展，高度增加了。现在，水银标签高度的变化表明温度的变化，从本质上讲，它有助于我们测量它。
根据它们的温度特性，可以使用几种类型的温度计。以下是温度计列表
- 恒压气体温度计 - 体积
- 定容气体温度计 - 压力
- 电阻温度计 - 电阻
- 玻璃水银温度计 - 长度
- 热电偶 – 热电动势
当你有两杯水时，你就有了热力学第零定律的另一个例证。一个杯子将装满热水，而另一个杯子将装满冷水。如果我们将它们放在桌子上几个小时，它们将与房间温度达到热平衡。
示例问题
问题1：热力学第零定律是什么？
解决方案：
According to the Zeroth Law of Thermodynamics, two systems that are in thermal equilibrium with a third system separately are also in thermal equilibrium with each other.
问题2：A 体与B 体接触，B 体又与C 体接触。A 的温度高于B，B 高于C。根据热力学第零定律，正确的流动方向是什么？
解决方案：
If a body with a higher temperature comes into touch with a body with a lower temperature, the higher temperature body will transfer heat to the lower temperature body. As a result, heat will travel from point A to point B to point C, eventually reaching the same temperature.
问题 3：给出第零定律的任何一种应用。
解决方案：
Consider two different glasses of boiling water as an example. When we put a thermometer in the first cup, the water warms it up until it registers 100 degrees Celsius. We can now claim that the thermometer and the first cup of water are in thermal equilibrium. The thermometer is then placed in the second cup of boiling water, where it continues to register 100 degrees Celsius. As a result, the thermometer and the second cup of water are in thermal equilibrium. We may deduce that the two separate cups of boiling water are in thermal equilibrium with each other using the logic of the zeroth law.
问题 4：定义温度。
解决方案：
The temperature of a system or a body is a physical quantity that determines whether the system is in thermal equilibrium with another system in its contact or not.
问题 5：热力学第 0 定律辅助了哪个标度？
解决方案：
The zeroth law of thermodynamics refers to thermal equilibrium or entities that do not exchange heat. Heat flow is caused by temperature differences. As a result, this law aided in the measurement and identification of temperature as a universal attribute of matter.