热力学第零定律指出，如果两个系统都与第三个系统处于热平衡，那么前两个系统也彼此处于热平衡。

关键收获：热力学第零定律

• 热力学第零定律是热力学四定律之一，它指出，如果两个系统与第三个系统处于热平衡，那么它们彼此处于热平衡。
• 热力学是研究热、温度、功和能量之间关系的学科。
• 一般来说，平衡是指不随时间整体变化的平衡状态。
• 热平衡是指两个可以相互传热的物体在一段时间内保持恒定温度的情况。

理解热力学

热力学是研究热量、温度、作用在物体上的力使物体移动时所做的功与能量之间关系的学科，能量有多种形式，被定义为做功的能力。热力学四定律描述了温度、能量和熵的基本物理量在各种情况下是如何变化的。

作为热力学作用的一个例子，将一壶水放在加热的炉子上会使锅加热，因为热量从炉子转移到锅上。这反过来又导致水分子在锅中反弹。水越热，这些分子的运动越快。

如果炉子不是热的，它就不会把任何热能转移到锅里；因此，水分子不可能开始移动得更快，水壶也不会加热。

热力学出现于19世纪，当时科学家正在建造和改进蒸汽机，蒸汽机利用蒸汽帮助移动火车等物体。

理解平衡

一般来说，平衡是指不随时间整体变化的平衡状态。这并不意味着什么都没有发生；相反，这两种影响或力量正在相互平衡。

例如，考虑一个悬挂在天花板上的绳子的重量。一开始，这两条线彼此处于平衡状态，绳子不会断裂。但是，如果将更多的重量连接到管柱上，管柱将被向下拖曳，最终可能会断裂，因为两者不再处于平衡状态。

热平衡

热平衡是指两个可以相互传热的物体在一段时间内保持恒定温度的情况。热量可以通过多种方式传递，包括物体相互接触，或者从灯或太阳等热源辐射热量。如果总温度随时间变化，两个物体不处于热平衡状态，但当较热的物体向较冷的物体传热时，它们可以接近热平衡。

例如，考虑一个较冷的物体接触一个更热的物体，比如被放在热咖啡里的冰。一段时间后，冰（后来是水）和咖啡将达到一定的温度，介于冰和咖啡之间。虽然这两个物体在开始时并不处于热平衡状态，但它们接近并最终达到热平衡，即介于热温度和冷温度之间的温度。

什么是热力学第零定律(the zeroth law of thermodynamics)？

热力学第零定律是热力学四定律之一，它指出，如果两个系统与第三个系统处于热平衡，那么它们彼此处于热平衡。从上面关于热平衡的部分可以看出，这三个物体将接近相同的温度。

热力学第零定律的应用

热力学第零定律见于许多日常情况。

• 温度计可能是第零定律最著名的例子。例如，假设你卧室的恒温器读数为67华氏度。这意味着恒温器与卧室处于热平衡状态。然而，由于热力学第零定律，你可以假设房间和房间里的其他物体（比如挂在墙上的钟）也在华氏67度。
• 与上面的例子类似，如果你拿一杯冰水和一杯热水放在厨房台面上几个小时，它们最终会与房间达到热平衡，三者都达到相同的温度。
• 如果你把一包肉放在冰箱里过夜，你就认为肉已经达到了与冰箱和冰箱里其他物品相同的温度。