2.3　热力学第零定律和热平衡

温度的概念最初来源于生活，但仅凭肢体的主观感觉在判断物体的冷热程度时常常得出错误的结果。例如，冬天在室外用手触摸铁器和木器会感到铁器比木器更冷，其实两者的温度是一样的。这就需要对温度给出严格的定义，从而定量地表示物体的温度。

设想把三个系统A、B和C放在一起，先把A和B用绝热壁（刚性不导热的界壁）隔开，而它们分别通过导热壁（理想的导热界壁）与C接触，直到A、B分别和C建立热平衡［如图2-2（a）］；然后，在A和B之间换成导热壁，A、B与C之间换成绝热壁［如图2-2（b）］，则观察不到A、B的状态发生任何变化，表明这两系统也已处于热平衡。

图2-2　热力学第零定律示意

经过大量的实验事实的总结和概括得出：如果两个系统分别和处于确定状态的第三系统达到热平衡，则这两个系统彼此也将处于热平衡。这个热平衡的规律就成为热平衡定律或热力学第零定律。

热力学第零定律的实质是指出了温度这个状态函数的存在，它非但给出了温度的概念，而且给出了比较温度的方法。在比较各个物体的温度时，不需要将各物体直接接触，只需将一个作为标准的第三系统分别与各个物体相接触达到热平衡，这个作为第三物体的标准系统就是温度计。