Механика

Закон термического равновесия

Закон термического равновесия основан на опыте. Открытие его не связано с именами выдающихся исследователей и с определенной датой. Он был установлен еще до того, как было завершено создание термометра.

"Применение термоскопов научило нас следующему: пусть 1000 и более различных родов материи - металлы, камни, соли, дерево, пробка, перья, шерсть, вода и ряд других жидкостей - имеют вначале различные температуры. Поместим все эти тела в комнату без огня, не освещенную солнцем. Более горячие из этих тел будут охлаждаться, более холодные нагреваться в течение дня или нескольких часов. По окончании этого периода приложим термоскоп последовательно к каждому телу: показания термоскопа для всех тел будут одинаковыми". Так наглядно сформулировал этот закон живший во второй половине XVIII в. Дж. Блэк, которому термодинамика обязана многими крупными открытиями.

Нас не удивляет, когда мы теперь, глядя на термометр, говорим, что у больного повышенная температура. Ведь термометр показывает свою собственную температуру. Ей равна температура тела, с которой термометр находился в термическом равновесии.

"Два тела, находясь в термическом равновесии с третьим телом, находятся в термическом равновесии и между собой. Это вовсе не само собой понятно, но очень замечательно и важно" - так сказал о законе термического равновесия замечательный немецкий физик Макс Планк. Таким образом, закон термического равновесия - это эмпирический (опытный)" закон. Мало того, этот закон не только не очевидный, сам собою разумеющийся, но и всего лишь приближенный закон.

Теперь, в результате применения теории относительности к термодинамике систем, находящихся в сильных полях тяготения, выяснено, что в таких системах при термическом равновесии температура в разных частях должна быть различной. В центре гигантской звезды, даже если она находится в термическом равновесии, температура должна быть выше, чем на ее поверхности.

Химик и физик, работающие в земных условиях, могут спокойно руководствоваться законом термического равновесия, но и астрофизику, изучающему Вселенную, приходится вносить в него существенные поправки.