1

Zerowa zasada 

termodynamiki

Waldemar Ufnalski

Wprowadzenie do termodynamiki 

chemicznej

Wykład 2

Lord Kelvin (W. 
Thomson)

H, Kamerlingh - 
Onnes

 

2

2.1. Fakty 

doświadczalne i 

sformułowanie zerowej 

zasady termodynamiki

Wykład 2

 

3

Dążenie układów do stanu 

równowagi termicznej ...

A

B

ścianka 
adiabatyczna

ścianka 
diatemiczna

Q

A

B

Q = 0

Stan 
początkowy

Stan 
końcowy

 

4

Układ:

 dwa dowolne podukłady A i B 

rozdzielone ścianką diatermiczną i izolowane 
od otoczenia ścianką adiabatyczną

Obserwacja I:

 podukłady wymieniają między 

sobą energię na sposób ciepła; szybkość tego 
procesu dąży do zera  podukłady A i B 
osiągają stan równowagi termicznej 
względem siebie. 

 

Dążenie układów do stanu 

równowagi termicznej - fakty 

doświadczalne ...

 

5

...Dążenie układów do stanu 

równowagi termicznej

A

B

Q = 0

A

B

C

Q 

Q 

A

B

C

Q = 0Q = 0 

Stan 
początkowy

Stan końcowy 
I

Stan 
końcowy II

 

6

Układ:

 trzy dowolne podukłady A, C i B 

rozdzielone ściankami diatermiczymi i 
izolowane od otoczenia ścianką 
adiabatyczną; kontakt termiczny A - B 
możliwy wyłącznie za pośrednictwem  C

Obserwacja II:

 podukłady wymieniają między 

sobą energię na sposób ciepła; szybkość tego 
procesu dąży do zera  podukłady A i C oraz B 
i C osiągają stan równowagi termicznej 
względem siebie. 

 

....

Dążenie układów do stanu 

równowagi termicznej - fakty 

doświadczalne ...

 

7

Obserwacja III:

 jeżeli podukłady A i C oraz B i 

C parami w stanie równowagi termicznej, to 
po usunięciu podukładu C i bezpośrednim 
zetknięciu podukładów A i B przez ściankę 
diatermiczną nie obserwuje się wymiany 
energii na sposób ciepła między nimi.

...Dążenie układów do stanu 

równowagi termicznej - fakty 

doświadczalne

 

8

Jeżeli układy A i B są w stanie równowagi 
termicznej z układem C, to są one również 
w stanie równowagi termicznej względem 
siebie.

E.A. Guggenheim, R. Fowler (1939)

Zerowa zasada termodynamiki

Zasady termodynamiki

 

(0 - 3)

 - zwięzłe 

uogólnienia faktów doświadczalnych 
uznane za aksjomaty; służą do 
definiowania funkcji stanu oraz określania 
związków między nimi i parametrami 
mierzalnymi.

 

9

2.2. Temperatura, 

termometria i skale 

temperatury

Wykład 2

 

10

Wspólną właściwość układów w stanie 
równowagi termicznej nazywa się 

temperaturą

. Każdemu ukła- dowi 

przypisuje się intensywny parametr 
stanu - temperaturę; 

układy 

pozostające w stanie równowa- gi 
termicznej mają taką samą 
temperaturę

. 

 

Termometria -  dział 

termodynamiki poświęcony pomiarom 
temperatur.

Konsekwencja zerowej zasady termodynamiki...

 

 

11

Termometr i pomiar 
temperatury:

• Układ mający jeden stopień swobody

 

(temperatu- rę) 



  pozostałe parametry stanu 

termometru są funkcjami wyłącznie 
temperatury

• Wybrać łatwo i dokładnie mierzalny 

parametr stanu termometru 



 

parametr 

termometryczny

.

• Utworzyć skalę temperatur

 



 określić 

zależność funkcyjną między parametrem 
termometrycznym i temperaturą.

• Ustalić stan równowagi termicznej między 

termo- metrem i badanym układem, zmierzyć 
wartości parametru termometrycznego i 
obliczyć tempera- turę w przyjętej skali.

 

12

Typy termometrów...

Termometr dylatometryczny „ciecz w 
szkle”
•1 – zbiornik cieczy, 
•2 – kapilara,

•G. D. Fahrenheit (1714) udoskonalił, 
zbudo- wany ok. 50 lat wcześniej, 
termometr rtęcio- wy i utworzył 
pierwszą skalę temperatur.

 

•A. Celsjusz (1742) utworzył liniową 
skalę stustopniową przypisując 
mieszaninie wody i lodu nasyconej 
powietrzem pod ciśnieniem 1 atm. 
temperaturę 0

o

 C, natomiast wodzie 

wrzącej  - temperaturę 100

o

 C.

 

 

13

Typy termometrów...

Zasada budowy 
termometru gazowego o 
stałej objętości.
•1 -zbiornik kwarcowy
• 2 - zawór do napełniania 
gazem
•4 - manometr zamknięty
• 5 -zbiornik wyrównawczy
• 3- poziomu rtęci.

 

14

Termodynamiczna skala temperatur 

definiowana za pomocą termometru 

gazowego

)

(

lim

b

t

a

PV

P





 0

   

 

 

0

100

0

0

0

100

0

t

t

t

t

PV

PV

PV

PV

X

t

t

t

t

P

X













lim

0

100

0

0

100

P

P

P

P

C

t

X

P

o

X









lim

/

Zmodyfikowana stustopniowa skala Celsjusza





 

15

Termodynamiczna skala temperatur 

definiowana za pomocą termometru 

gazowego

Skala bezwzględna (Kelvina)

aT

PV

P



 0

lim

 

 

0

0

0

T

T

PV

PV

X

T

T

P

X





lim

 

 

0

0

16

273

T

T

P

PV

PV

K

T





lim

,

/

C

t

K

T

o

/

,

/





15

273





 

16

Typy termometrów...

Rzeczywisty wygląd termometru gazowego

 

17

Typy termometrów...

Zasada budowy 
termometru 
oporowego (Pt)
•1 -opornik z 
drutu 
platynowego

Zasada budowy 
termopary
•1 -spoina odniesienia
•2 - spoina pomiarowa
,  - metale

 

18

Wszystka wiedza  pochodzi z 

doświadczenia. Doświadczenie 

jest produktem rozumu.

Emanuel Kant (1724 – 

1804)

 filozof niemiecki , twórca 

idealizmu transcedentalnego

.