La llei zero de la termodinàmica estableix que "si dos sistemes que estan en equilibri tèrmic amb un tercer sistema, també estan en equilibri entre si". També se la coneix com a principi zero de la termodinàmica.
Si A està en equilibri amb B i A també està en equilibri tèrmic amb un tercer cos C, podem concloure que B està en equilibri tèrmic amb C.
Dos cossos estan en equilibri tèrmic quan, al posar-se en contacte, les seves variables d'estat no canvien. Si no estan en equilibri tèrmic, experimentaran un intercanvi de calor o energia i arribaran l'equilibri tèrmic.
La llei zero va ser l'última de les lleis de la termodinàmica a ser introduïda. Per obtenir una estructura lògica, calia col·locar-la abans dels altres principis.
Exemples d'aplicacions de la llei zero de la termodinàmica
Gel i aigua
Posem un tros de gel i un got ple d'aigua a temperatura ambient. En aquest experiment apareixen tres elements: el gel, l'aigua i el got.
Exemple de el termòmetre
Un altre exemple que ajudarà a comprendre millor el concepte d'equilibri tèrmic és el d'un termòmetre.
Considera un cos B que consisteix en un tub capil·lar amb mercuri. Els seus nivells d'altura sobre el capil·lar representa diferents temperatures (per efecte de la dilatació del mercuri).
Ara, considera un cos A, per exemple el cos humà. Si apropes el termòmetre a el cos i ho deixes prou temps, el termòmetre arribarà al valor corresponent a la temperatura corporal.
El termòmetre i el cos humà estaran en equilibri tèrmic entre si. Per tant, tots dos elements arriben a la mateixa temperatura.
