📂熱物理学

熱力学の第零法則

法則¹

系 $A,B,C$が$A$と$B$と熱力学的平衡を成していて、$B$が$C$と熱力学的平衡を成しているならば、$A$と$C$も熱力学的平衡にある。

説明

熱力学の第0法則を数学的に表すと、「熱力学的平衡の推移性」となる。[ユークリッド幾何学の第1公理 $A = B \land B=C \implies A = C$のように、各分野の基礎を成す重要な法則であり、物理学の多くの部分で自然と使われる。

熱接触^{thermal contact}は、異なる系が熱を交換するプロセスをいう。左側が高温の系、右側が低温の系だとすると、以下のように高温の方から低温の方へ熱が流れる。

熱力学的平衡^{thermodynamic equilibrium}は、次のように記述される：

時間が経つと、左から右へ流れる熱と右から左へ流れる熱が等しくなる。この状態を熱力学的平衡という。注意すべきは、（巨視的には）熱の流れがないことであって、（微視的にも）熱が流れないわけではないという点である。（巨視的に）観測すると熱の変化はないが、本当に（微視的な）エネルギーの流れ自体が止まったと断言することはできない。このような熱の変化があっても非常に少量であり、観測するときには流れがないと考えられる。

関連項目

• 熱力学の第1法則
• 熱力学の第2法則