חוק האפס של התרמודינמיקה הוא חוק פיזיקלי בסיסי, הקובע כי שני גופים, הנמצאים, כל אחד בנפרד, בשיווי-משקל תרמי עם גוף שלישי, נמצאים בשיווי-משקל תרמי האחד עם השני גם כן. בניסוח מתמטי יותר, יחס שיווי-המשקל התרמי הוא טרנזיטיבי.
שיווי-משקל תרמי בין שתי מערכות הוא מצב שבו הפרמטר התרמודינמי של הטמפרטורה קבוע בין מערכות, אך הפרמטרים האחרים רשאים להשתנות (למשל, לחץ, נפח, אנטרופיה, מספר חלקיקים ופוטנציאל כימי), במילים אחרות – במצב זה לא מתקיים מעבר של חום בין המערכות. למשל, כוס תה חם אינה נמצאת בשיווי-משקל תרמי עם חדר ממוזג, עד אשר תתקרר לטמפרטורה של הסביבה, אך למרות השוואת החום, עדיין ישנו אידוי של מים מהכוס לאוויר (מספר חלקיקים משתנה).
היסטוריה
השם "חוק האפס של התרמודינמיקה" מקורו בכך, שחוק זה נוסח ונקבע כחוק פיזיקלי רק בשנות ה-30 של המאה ה-20, אחרי ששלושת החוקים הראשונים של התרמודינמיקה נוסחו ומספורם השתרש. הסיבה לניסוח המאוחר היא, שחוק זה נראה לפיזיקאים רבים מובן מאליו ולכן קביעתו כחוק פיזיקלי נפרד נראתה מיותרת.
ניסוח פורמלי
עבור מערכת קנונית המצומדת לאמבט תרמי ניתן להגדיר טמפרטורה דרך פרמטר שיווי המשקל
כאשר 
הוא קבוע בולצמן.
| תרמודינמיקה
|
| חוקי יסוד
|
חוקי שימור (החומר, האנרגיה) • חוקי התרמודינמיקה: אפס, ראשון, שני (ראו גם: תנועה נצחית, השד של מקסוול), שלישי
|
| קבועים
|
קבוע הגזים • קבוע בולצמן • קבוע אבוגדרו • קבוע פלאנק
|
| משתנים
|
אינטנסיבים (טמפרטורה, לחץ, פוטנציאל כימי) • אקסטנסיבים (אנטרופיה, נפח, מספר חלקיקים) • משוואת מצב
|
| יחידות מידה
|
טמפרטורה (צלזיוס, קלווין, יח' אחרות) • נפח (ליטר, מטר מעוקב) • לחץ (בר, אטמוספירה, פסקל) • מספר חלקיקים (מול) • אנרגיה (ג'אול, קלוריה)
|
| אפיון
|
הפיכות • שינוי האנתלפיה (תהליך אקסותרמי, תהליך אנדותרמי) • שינוי באנרגיה (תהליך ספונטני, תהליך מאולץ) • תהליך (איזוברי, איזותרמי, איזוכורי, אדיאבטי, איזנטרופי, איזואנתלפי)
|
| פוטנציאלים תרמודינמיים
|
אנרגיה פנימית • אנתלפיה • האנרגיה החופשית של הלמהולץ • האנרגיה החופשית של גיבס
|
| מצבי צבירה ומעברי פאזות
|
מצבי צבירה (מוצק, נוזל, גז) • מעברי פאזות (התכה, התאדות, המראה, התעבות, הקפאה) • נקודת התכה • נקודת רתיחה • נקודה משולשת • נקודה קריטית • דיאגרמת פאזות • משוואת קלאוזיוס-קלפרון • חוק הפאזות של גיבס
|
| גזים
|
גז אידיאלי • גז ואן דר ואלס • התאוריה הקינטית של הגזים • לחץ חלקי • חוק ראול • מודל דלטון • חוק בויל-מריוט • חוק גה-ליסאק • חוק שארל• משוואת הגז האידיאלי
|
| חום וטמפרטורה
|
האפס המוחלט • יח' מידה לטמפרטורה • שיווי משקל תרמודינמי • קיבול חום • יחס קיבולי החום • חום כמוס • חוק הס • קלורימטר • אפקט ג'ול-תומסון • הסעת חום • מוליכות חום • מעבר חום • קרינה תרמית • קשר מאייר • האינדקס האדיאבטי
|
| מעגלי עבודה
|
מעגלים תרמודינמיים (קרנו, סטרלינג, ברייטון, אריקסון, רנקין, סטירלינג, דיזל, לנואר, אוטו, היגרוסקופי, סקודירי, סטודרד) • נצילות
|
| יישומים
|
מכונות חום • מנועים • משאבות • משאבת חום • מחליף חום • מיזוג אוויר • מקרר • קירור תרמואלקטרי • תחנות כוח
|
| מונחים נוספים
|
תאוריית הקלוריק • תנועה בראונית • פונקציית מצב • תרמודינמיקה סטטיסטית • קשרי מקסוול • תרמוכימיה
|
| דמויות בולטות
|
דניאל ברנולי (1700–1782) • בנג'מין תומפסון (1753–1814) • סאדי קרנו (1796–1832) • אמיל קלפרון (1799–1874) • רוברט מאייר (1814–1878) • ג'יימס ג'ול (1818–1889) • ויליאם ג'ון מקורן רנקין (1820–1872) • הרמן פון הלמהולץ (1821–1894) • רודולף קלאוזיוס (1822–1888) • ויליאם תומסון (1824–1907) • ג'יימס קלרק מקסוול (1831–1879) • יוהנס דידריק ואן דר ואלס (1837–1923) • ג'וסיה וילארד גיבס (1839–1903) • לודוויג בולצמן (1844–1906) • מקס פלאנק (1858–1947) • פייר דוהם (1861–1916) • קונסטנטין קרתיאודורי (1873–1950) • לארס אונסגר (1903–1976)
|