熱力学の第零法則の基礎と物理的意味

熱力学の第零法則（ねつりきがくのだいぜほうそく、英: Zeroth law of thermodynamics）とは、熱力学における基本的な原則の一つであり、熱力学的平衡の推移性を規定するものである。この法則は、物体Aと物体Bがそれぞれ別の物体Cと熱平衡状態にあるならば、物体Aと物体Bもまた互いに熱平衡にあるという性質を主張している。

歴史的背景

熱力学の第一法則や第二法則が確立された後になって、温度の定義や熱平衡の基本的な性質を論理的に前提とする必要性が認識された。そのため、すでに確立されていた第一法則や第二法則よりも根本的な前提であるという意味を込め、のちにラルフ・ファウラーによって「第零法則」と名付けられた。

物理的意味と温度の定義

第零法則が保証する最も重要な概念は、温度という物理量の存在である。互いに熱平衡にあるすべての系は、共通の温度という状態量を持つとみなすことができる。これにより、温度計を用いて物体の温度を客観的に測定する理論的基礎が与えられている。