double arrow

Третий закон термодинамики


Третий закон термодинамики формулируется как принцип недостижимости абсолютного нуля температур. Как известно, все вещества при температуре Т→ОК находятся в конденсированном состоянии.

Для конденсированных термодинамических систем в соответствии с тепловой теоремой Нернста кривые тепловых эффектов и свободной энергии Гиббса при температуре Т=0К сходятся и имеют общую касательную.

Эта касательная параллельна оси температур, т.к. свойства твердых и жидких веществ вблизи Т=0К перестают зависеть от температуры.

По определению

При Т=0К , а

,

где по определению.

Тогда

,

Следовательно, при Т→0, и , т.е. процесс является адиабатным, т.к. и dS=0. Планк предложил считать, что при Т

Таким образом, вблизи абсолютного нуля температур изотермический процесс является одновременно и адиабатным процессом, и термодинамическая система не обменивается с окружающей средой теплотой. При этом достичь температуры Т=0К невозможно как путем адиабатного расширения рабочего тела, т.к. и , так и путем изотермического расширения рабочего тела, поскольку рабочее тело перестает отдавать тепло окружающей среде, т.к. и dS=0.




3-ий закон термодинамики позволяет определить начало отсчета энтропий и вычислить абсолютное значение энтропии веществ при различных температурах, если известны теплоемкости и тепловые эффекты фазовых превращений в диапазоне температур от Т0=0 до Т:

, где - тепловой эффект фазового превращения; - температура фазового превращения.








Сейчас читают про: