Une loi méconnue de thermodynamique est pourtant indispensable. La loi "zéro" stipule que si deux systèmes sont chacun en équilibre thermique avec un troisième, ils sont aussi en équilibre entre eux. Cette idée, évidente, a révolutionné la façon dont nous définissons et mesurons la température. Elle n’a été formalisée qu’au XXe siècle, comme un fondement sur lequel repose toute la science de l’énergie et des échanges thermiques.
Sans cette loi, les thermomètres n’auraient aucun sens, et la notion même de chaleur resterait floue. En 1931, le physicien Ralph Fowler réalisa que ce principe, utilisé depuis des décennies sans jamais être énoncé clairement, méritait une place officielle dans les lois de la thermodynamique. Il proposa de le nommer "principe zéro" parce qu’il devait logiquement précéder les autres comme un préambule invisible.
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En Maths, c'est éventuellement une évidence mais elle se doit d'être posée. Si tu ne poses pas les axiomes généraux de l'égalité, alors tu ne peux pas faire d'équation.
Tu dois énoncer au moins une fois, la symétrie et la transitivité de l'égalité pour pouvoir l'utiliser et continuer les calculs.
Bien entendu, c'est évident mais au moins une fois dans l'histoire des mathématiques, le concept a été énoncé.
fr.wikiversity.org/wiki/Logique_(mathématiques)/égalité
Hello ledalys,
Bon, je comprend qu'on énonce une loi de ce type pour ne pas passer à côté de l'évidence, tel un principe de méthodologie, il n'apprend rien de nouveau, il évite les erreurs et rend sûrement plus évidentes certaines déductions.
Je me suis interrogé car j'ai pensé que derrière cette loi se cachait peut être une réalité qui m'échappait.
Merci pour ta réponse parfaitement clair.
Hello tybs,
Effectivement, les évidences sembles devoir être énoncées, par méthodologie pour l'étude et le travail de la discipline concerné, si je comprend bien.
Ainsi ce principe d'équivalence doit sûrement se retrouver dans plusieurs versions pour dire la même chose dans différents domaines.
Bien, on aurais pu imaginer une simple loi en mathématique, et un énoncé en thermodynamique disant que cette loi mathématique s'appliquait.
Je te remercie en tout cas pour tes éclaircissements, sur ce sujet .. et aussi tout les autres.
Ca n'est pas parce que tu cherches a comprendre que tu te fais des nœuds au cerveau, mais plutôt parce que tu refuses d'entendre une explication qui te paraît trop simple et cherches de la complexité là où il n'y en a pas.
On parle de lois fondamentales, des énoncés empiriques, dérivés de l’observation expérimentale, qui décrivent le comportement physique du monde réel. Qu'elles soient simples et intuitives ou pas elles méritent d'être énoncées pour donner un cadre à ce qui est communément admis. Un peu comme les axiomes en maths sont les fondements du système et définissent un cadre logique.
Si on reprend depuis le début : La loi zéro de la thermodynamique établit le principe fondamental suivant : "Si un système A est en équilibre thermique avec un système B, et que B est en équilibre thermique avec un système C, alors A est en équilibre thermique avec C."
Autrement dit, elle formalise la transitivité de l’équilibre thermique, ce qui fondamentalement définit la notion de température. Sans la loi zéro, la température ne serait qu’une intuition.
Elle permet de définir la grandeur physique mesurable appelée "température", de justifier qu’un thermomètre fonctionne, et d'affirmer que 2 systèmes à la même température n’échangent pas de chaleur.
En termes mathématiques, elle garantit l’existence d’une fonction d’état "T" telle que " T(A) = T(B)" si et seulement si A et B sont en équilibre thermique.
Sans la loi zéro, on ne pourrait pas affirmer que la température mesurée est une propriété intrinsèque du système.
Une question me taraude.
Comment sont mesurées les températures les plus basses quand les thermomètres n'en sont plus capables ?
Avec des thermocouples (variation de tension à la jonction de 2 métaux), des sondes à résistance (variation de résistance électrique du platine avec la température) ou des thermistances (forte diminution de résistance quand la température augmente).
Je parlais de températures extrêmes basses, proches du 0 K.
De ce que j'ai lu, il y a plusieurs techniques.
Mesurer l'agitation des atomes par spectroscopie laser, temps de vol des atomes ou l'observation de condensats de Bose-Einstein qui permet une lecture de quelques 10-⁹ K.
Mesurer le bruit électronique ou bruit de Johnson-Nyquist qui permet directement de calculer la température (<10-³ K)
En mesurant la distribution d’énergie ou de vitesse des particules (statistiques de Bose-Einstein ou de Fermi-Dirac), on peut calculer la température.
La susceptibilité magnétique de certains matériaux, dont le comportement magnétique change avec la température, peut être lue avec un thermomètre paramagnétique.