A treia lege a termodinamicii
A treia lege, sau a treia lege a termodinamicii, este numită și principiul Nernst.
A doua lege a termodinamicii ne permite să determinăm nu numai valoarea entropiei, ci doar schimbarea ei:
Dar valoarea absolută a entropiei poate fi calculată cu ajutorul celei de-a treia legi a termodinamicii. Trebuie reamintit faptul că această lege poate fi aplicată numai stărilor de echilibru ale sistemului termodinamic.
A treia lege a termodinamicii este formulat după cum urmează: „Creșterea entropiei la temperatura absolută zero, se apropie de o limită finită, care este independent de faptul dacă sistemul se află într-o stare de echilibru.“
unde x este orice parametru termodinamic al sistemului (presiune, volum etc.).
Teorema lui Nernst
Walter Hermann Nernst
Entropia oricărui sistem termodinamic de echilibru la T = 0 este notată ca SO. Oamenii de știință au fost de acord că la T = 0S0 este de asemenea zero.
Conform teoremei lui Nernst, "deoarece temperatura tinde spre zero absolută (T → 0), entropia oricărui sistem termodinamic de echilibru tinde la o anumită limită finită S0. independent de parametrii stării (presiune, volum etc.) al sistemului și se poate presupune că este zero. " Această formulare nu este singura. Sunt mai multe. Dar înțelesul tuturor este același: "entropia oricărui corp la temperatură zero absolută este de asemenea zero."
Se crede că dacă sistemul termodinamic trece de la o stare la alta la o temperatură apropiată de zero absolută, atunci entropia nu se schimbă.
Definiția lui Plank
În 1911, fizicianul german Max Planck a dat definiția sa a treia lege a termodinamicii: „Atunci când temperatura tinde la zero absolut entropia tuturor organelor de asemenea, tinde la zero.“
În formula lui Planck, entropia este calculată prin probabilitatea termodinamică W.
La temperatura absolută zero, sistemul termodinamic se află într-o stare mecanică cuantică, care poate fi descrisă de o singură microstat. În acest caz, W = 1. S0 = k · ln1 = 0.
Astfel, entropia sistemului termodinamic este zero la T = 0. Considerăm starea inițială. Acum putem calcula entropia în oricare alt punct al sistemului termodinamic. Deoarece S0 = 0. atunci entropia în orice alt punct al sistemului va fi egală cu valoarea sa absolută.
Pentru a răci sistemul termodinamic la zero absolută, este necesar să înlăturați căldura și să reduceți temperatura sistemului. Căldura este îndepărtată ca urmare a procesului izotermic, iar temperatura scade adiabatic. În consecință, aceste procese trebuie alternate. Dar dacă se dă căldură, atunci entropia se schimbă. Conform teoremei lui Nernst, nu există o schimbare a entropiei ca T → 0. Prin urmare, este imposibil să se atingă zero absolută. Nu te poți apropia decât de el.
Teorema lui Nernst nu poate fi dovedită matematic, dar valabilitatea lui este confirmată de numeroase experimente.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: