Sejam dois corpos A e B que quando em contato um com o outro terão algumas de suas variáveis macroscópicas modificadas. Após algum tempo em contato as variáveis macroscópicas ficarão com valores constantes e cada sistema alcança um estado de equilíbrio: os dois sistemas são considerados estarem em equilíbrio térmico.
Imaginemos agora que o corpo A esteja em equilíbrio térmico com um corpo B. Se o corpo A também estiver em equilíbrio com um terceiro corpo C, então os corpos B e C estarão necessariamente em equilíbrio térmico entre si. Este resultado é conhecido como lei zero da termodinâmica.
Vale destacar que a lei zero não é consequência lógica de um conjunto de afirmativas previamente estabelecidas. Não! A lei zero da termodinâmica foi estabelecida a partir de observações de diversos experimentos. É, portanto, uma lei empírica.
A partir da lei zero da termodinâmica e do conceito de equilíbrio térmico pode-se definir temperatura. De fato, se vários sistemas encontram-se em equilíbrio térmico, eles possuem a mesma temperatura. Por outro lado, se vários sistemas encontram-se à mesma temperatura, eles se encontram em equilíbrio térmico.
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