熱力学の零法則

機械的平衡は、可動境界を越えて正味の力が作用しない場合に起こり、両側の圧力が等しくなります。熱平衡は、系間に正味の熱流が存在せず、温度が等しい状態になるときに起こります。

温度は系内の粒子の平均運動エネルギーの指標です。

温度が高いほど、体積や圧力などの他の変数が一定であるため、系のエネルギーは大きくなります。

異なる温度を持つ二つの大きさの系が結合すると、エネルギーが徐々に互いに移動し、温度が等しくなり熱平衡に達します。この温度差によるエネルギー移動は熱と呼ばれます。

熱力学の零法則は、これら二つの系が第三の系と熱平衡にあるならば、互いに平衡でなければならないと述べています。

これにより、温度が状態関数であることが裏付けられ、初期条件や経路に関わらず、同じ温度に達する系は同一の状態にあることが示されます。