Теорема Нернста, відома також під назвою третій закон термодинаміки, стверджує, що ентропія прямує до константи при абсолютному нулі температури.
Третій закон термодинаміки | |
Попередник | другий закон термодинаміки |
---|---|
Вперше закон спадання ентропії до нуля при нульовій температурі сформулював Вальтер Нернст (Нобелівська премія з хімії 1920 року).
Обґрунтування
Теорема Нернста базується на квантовомеханічних уявленнях. У класичній фізиці ентропія визначена з точністю до сталої, тому можна стверджувати лише те, що при нульовій температурі ентропія набуває мінімального значення. Згідно з квантовою механікою при абсолютному нулі температури фізичне тіло перебуває в основному стані. Такий стан єдиний. Оскільки
- ,
де S — ентропія, k — стала Больцмана, Γ — кількість можливих станів, ентропія системи дорівнює нулю.
Наслідки
Внаслідок теореми Нернста при абсолютному нулі нульове значення мають також і ряд інших термодинамічних величин, наприклад: теплоємність і коефіцієнт теплового розширення. До нуля прямують як теплоємність при сталому об'ємі cV, так і теплоємність при сталому тиску cP, при чому
- .
Випадок невпорядкованих багатокомпонентних фаз
У рівноважній системі можна відібрати у вигляді тепла тільки певну кількість енергії, при цьому термодинамічна температура прямує до нуля, а ентропія зменшується до певного значення , яке: 1) дорівнює нулю у випадках однокомпонентних та впорядкованих багатокомпонентних фаз; 2) є додатнім і залежить тільки від числа компонентів у випадку невпорядкованих багатокомпонентних фаз. По суті третій закон термодинаміки визначає абсолютне значення ентропії при Т = 0 К. (Дивіться Ентропія змішування)
Ця стаття не містить . (березень 2011) |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Teorema Nernsta vidoma takozh pid nazvoyu tretij zakon termodinamiki stverdzhuye sho entropiya pryamuye do konstanti pri absolyutnomu nuli temperaturi Tretij zakon termodinamikiPoperednikdrugij zakon termodinamiki Vpershe zakon spadannya entropiyi do nulya pri nulovij temperaturi sformulyuvav Valter Nernst Nobelivska premiya z himiyi 1920 roku ObgruntuvannyaTeorema Nernsta bazuyetsya na kvantovomehanichnih uyavlennyah U klasichnij fizici entropiya viznachena z tochnistyu do staloyi tomu mozhna stverdzhuvati lishe te sho pri nulovij temperaturi entropiya nabuvaye minimalnogo znachennya Zgidno z kvantovoyu mehanikoyu pri absolyutnomu nuli temperaturi fizichne tilo perebuvaye v osnovnomu stani Takij stan yedinij Oskilki S klnG displaystyle S k text ln Gamma de S entropiya k stala Bolcmana G kilkist mozhlivih staniv entropiya sistemi dorivnyuye nulyu NaslidkiVnaslidok teoremi Nernsta pri absolyutnomu nuli nulove znachennya mayut takozh i ryad inshih termodinamichnih velichin napriklad teployemnist i koeficiyent teplovogo rozshirennya Do nulya pryamuyut yak teployemnist pri stalomu ob yemi cV tak i teployemnist pri stalomu tisku cP pri chomu cP cVcP 0 displaystyle frac c P c V c P rightarrow 0 Vipadok nevporyadkovanih bagatokomponentnih fazU rivnovazhnij sistemi mozhna vidibrati u viglyadi tepla tilki pevnu kilkist energiyi pri comu termodinamichna temperatura pryamuye do nulya a entropiya zmenshuyetsya do pevnogo znachennya S0 displaystyle S 0 yake 1 dorivnyuye nulyu u vipadkah odnokomponentnih ta vporyadkovanih bagatokomponentnih faz 2 ye dodatnim i zalezhit tilki vid chisla komponentiv u vipadku nevporyadkovanih bagatokomponentnih faz Po suti tretij zakon termodinamiki viznachaye absolyutne znachennya entropiyi pri T 0 K Divitsya Entropiya zmishuvannya Cya stattya ne mistit posilan na dzherela Vi mozhete dopomogti polipshiti cyu stattyu dodavshi posilannya na nadijni avtoritetni dzherela Material bez dzherel mozhe buti piddano sumnivu ta vilucheno berezen 2011