熱力学第零法則についての疑問 熱力学第零法則 「物体Aと物体Bが熱平衡にあり、物体Bと物体Cが熱平衡

熱力学第零法則についての疑問


熱力学第零法則
「物体Aと物体Bが熱平衡にあり、物体Bと物体Cが熱平衡にあるとき、物体Aと物体Cも熱平衡にある」

という法則ですが、物体Aと物体BがT度で熱平衡になって、物体Bと物体CがU度で熱平衡になるかもしれないのに物体BとCもT度で熱平衡になるのですよね❓

熱平衡って物体間の熱の移動が見かけ上止まった状態のことを言っているのですよね❓

なにかすごい不思議な感じがするのですが、なぜ違う温度で熱平衡に達しないのでしょうかね❓
経験則なのでしょうから、なぜと問いても仕方ないのでしょうが、僕のこの疑問はおかしいでしょうか❓

No.1 回答者： NURU_osan 回答日時： 2017/08/17 19:55

＞物体Aと物体BがT度で熱平衡になって、物体Bと物体CがU度で熱平衡になるかもしれない

物体Bの温度がT℃でもありU℃でもあるがT℃とU℃は異なるってことですか？
そんな状態になんかなるわけないじゃないですか
どうなったらなるって言うんですか？


＞僕のこの疑問はおかしいでしょうか❓

はい、ちょっと知能を疑うレベルです

No.2 回答者： rnakamra 回答日時： 2017/08/17 23:53

質問者は何か勘違いをしているようですね。

この法則は次のような状態について考えています。
物体Aと物体Bと物体Cが並んでくっついている。
この状態で物体Aと物体Bが熱平衡になっていて物体Bと物体Cも熱平衡になっていると物体Aと物体Cも温度が同じになっているということです。

物体A,B,Cが別々にあり、それぞれを別の温度にしたうえでA-Bとくっつけた場合とB-Cとくっつけた場合の温度が同じなる、という意味ではありません。あくまでA,B,Cが同時に存在しているときの温度平衡を考えています。

No.3 回答者： lupan344 回答日時： 2017/08/18 03:09

何故、そうならないのかを考えるのは、かまわないんですが、実験では、必ずそのようになっているわけです。

つまり、自然現象の場合は、いくら考えても、現象は起きてしまうと言う事です。
基本的には、熱移動をどう測定するのかと言う事から考えなければいけません。
ある物質から別の物質に熱が移動するとは、どういう事かをまず考えてみてください。
測定は、温度計で行いますよね？
熱の概念は、人間が暑いとか寒いとか感じる感覚を表示できる測定器を作る事から始まったと考えて良いでしょう。
つまり、それが温度計で、暑い場合が表示が大きく、寒いばあいが表示が小さくなるようにしたわけです。
そして、ある物質をその温度表示の目盛りで変化させる量を熱量と定義したわけです。
実際は、水の氷点と沸点の間を100で割った目盛りが、セルシウス度（℃）であり、水1gを1℃上昇させる熱量をcalと定義しました。（現在は、同じ目盛りの温度差をKとし、絶対零度を0Kとした温度表示を絶対温度と呼んでいます）
ジュールの実験により、熱量は仕事と等価と見なせることから、現在は熱量も仕事もＪで表します。
このように考えると、熱量の移動は物質の相変化の無い場合は、比熱に応じた温度変化として表示されます。
一般的には、２つの物質が接触していて、同じ温度の場合は、熱量の移動は無いと判断されます。
したがって、Ａ、Ｂ、Ｃの物質が接触していて、その温度が同じであれば、熱量の移動は無いと判断されます。
逆に、Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれの温度が違うと言う事は、温度差のある所では、熱量の移動があると解釈されます。
ＡとＢの温度が同じ場合は、熱量の移動がありませんから、熱平衡です。
ＢとＣの温度が同じ場合は、熱量の移動がありませんから、熱平衡です。
両方が同時に成り立っている場合は、ＡとＣも熱平衡にあると考えられます。