Colocando-se dois pratos
num forno, estes se aquecem cada vez mais, até que alcançam a mesma temperatura
do forno.
Os pratos absorvem e transmitem
calor continuamente. Quando colocados no forno, absorvem muito mais calor do
que dão, e por isso aumentam sua temperatura. Mas quando alcançam a mesma
temperatura que o forno, dão exatamente a mesma quantidade de calor que
receberam. Os pratos não se esquentam nem se esfriam, enquanto as suas temperaturas
ficarem em equilíbrio com a do forno. Dizemos então que estão em equilíbrio térmico.
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Parece uma redundância dizer-se que os pratos estão tão quentes quanto o forno, ambos têm a mesma temperatura, porém, esta afirmação, que se admitiria de antemão como verdadeira, é considerada por muitos cientistas como a ideia fundamental de um ramo da Física, a termodinâmica. Uma forma mais exata de enuncia-la é a seguinte:
Se dois corpos (os pratos) estão em equilíbrio
térmico com um terceiro (o forno), estão em equilíbrio térmico entre si.
A termodinâmica, como o nome indica, se ocupa
dos efeitos do calor que passa de um lugar para outro. Por exemplo: o calor vai
de uma parte a outra em um motor de combustão interna, ao ser comprimida e
expandida a mistura de gases do cilindro. Ocorrem trocas de temperatura, pressão
e volume. Por outro lado, o calor gerado pelo núcleo solar vai à superfície do
Sol para ser irradiado no espaço. Da mesma maneira, este calor influi na
temperatura, pressão e volume dos gases solares. A termodinâmica se dedica a
solucionar os problemas deste tipo, usando como instrumento matemático os
conceitos conhecidos, como pressão, volume e temperatura de um gás, correlacionando-os
cientificamente. É possível deduzir que ocorrerá a esses gases, quaisquer que
sejam as trocas que se tenham experimentado, tanto em sua temperatura, como também
na sua pressão ou no seu volume. Os cientistas têm observado que em todas as
trocas termodinâmicas são obedecidas as três regras, que serão descritas mais
detalhadamente, em artigos futuros, chama-se primeira, segunda e terceira
lei da termodinâmica. Quando se formulou outra teoria da termodinâmica, a principal,
as três primeiras já eram aceitas e conhecidas por todo o mundo. Por isso, a
nova lei foi colocada antes das outras e foi denominada Lei Zero.
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Por
causa de sua evidência, a lei zero pode parecer uma complicação inútil. Mas trata-se,
simplesmente, de expressar, com palavras, aquilo que verificamos ao medir uma
temperatura.
Quando
o termômetro mede a temperatura de uma habitação e permanece bastante tempo no
interior, fica em equilíbrio térmico
com ela. Dá à habitação a mesma quantidade de calor que recebe, e isto
significa que está na mesma temperatura que a habitação.
Então podemos ler a temperatura na escala do termômetro. Entretanto, isto é possível porque o termômetro foi calibrado anteriormente, quer dizer, foi calibrado mediante um termômetro padrão e foi graduado de acordo com ele. Por isso, quando lemos no termômetro a temperatura da habitação, há realmente três grandezas que se equilibram termicamente: a habitação, o termômetro usado na medida e o termômetro padrão.
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Duas dessas grandezas (podemos considerar a habitação e o termômetro padrão) estão em equilíbrio térmico com a terceira grandeza (o termômetro que mede). A lei zero nos possibilita deduzir que a habitação e o termômetro padrão estariam em equilíbrio térmico, ou seja, que medimos a temperatura da habitação, de acordo com a escala-padrão convencionada.
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