📂熱物理学

熱力学第0法則

法則¹

系$A,B,C$について、$A$と$B$が熱力学的平衡をなし、$B$と$C$が熱力学的平衡をなすならば、$A$と$C$も熱力学的平衡をなす。

説明

熱力学第0法則を数学的に表現すれば「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、各分野の根幹をなす重要な法則であり、物理学の多くの部分で自然に使うことになる。

熱接触^{thermal contact}とは、互いに異なる系が熱を交換する過程をいう。左側が温度の高い系、右側が温度の低い系だとすると、以下のように温度の高いところから低いところへ熱が流れる。

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

時間が経てば、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だろう。このような状態を熱力学的平衡という。注意すべきは、（巨視的には）熱の流れがないのであって、（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）観測する限りでは熱の変化はないが、本当に（微視的な）エネルギーの流れ自体が止まったとは断言できない。このような熱の変化があったとしても、ごくわずかな量であるため、観測の際には流れがないものとみなせるのである。

関連リンク

• 熱力学第1法則
• 熱力学第2法則