La legge zero della termodinamica

La termodinamica, cioè lo studio dell'energia termica, chiamata anche energia intera di un sistema, ha come concetto fondamentale la temperatura. Questa, è una delle sette grandezze fondamentali del SI e si misura con la scala Kelvin.
Supponiamo di mettere un termoscopio, uno strumento a lettura digitale della temperatura, (che potremmo chiamare T) in stretto contatto con un altro corpo (corpo A). L'intero sistema è sistemato dentro una scatola isolante dalle pareti spesse. I numeri mostrati nel termoscopio scorrono fino a che si arrestano (diciamo a caso, al valore 137,04), senza possibilità di ulteriore cambiamento. Infatti, tutte le proprietà misurabili del corpo T e del corpo A assumono un valore stabile, e affermiamo allora che i due corpo si trovano in equilibrio termico reciproco. E anche se lo strumento non è stato tarato e quindi di per sé i valori letti non hanno senso, possiamo tuttavia già dichiarare che i corpi T e A sono alla stessa (ignota) temperatura. Adesso poniamo in stretto contatto il corpo T con un secondo corpo (corpo B). Supponiamo che i due corpi raggiungano l'equilibrio termico allo stesso valore di prima letto dal termoscopio. Anche i corpi T e B dunque si trovano alla stessa temperatura (sempre ignota). E se mettiamo a contatto i corpi A e B saranno già in equilibrio termico? Sperimentalmente la risposta è sì. I fatti sperimentali sono riassunti nella legge zero della termodinamica: se due corpi A e B si trovano in equilibrio termico con un terzo corpo T, allora essi sono in reciproco equilibrio termico. In un linguaggio meno formale, il significato della legge zero è: “Qualsiasi corpo possiede una proprietà chiamata temperatura. Quando due corpi si trovano in equilibrio termico, le loro temperature sono uguali”.