A Dritter Hauptsatz der Thermodynamik befasst sich mit der Beziehung zwischen den Entropie und ein absoluter Bezugspunkt, um es zu bestimmen, da er der ist Absoluter Nullpunkt. Sie gibt außerdem an, dass, wenn eine Wärmekraftmaschine in der Lage wäre, den absoluten Nullpunkt zu erreichen, ihre gesamte Wärme in Arbeit umgewandelt würde, was sie zu einer perfekten Maschine machen würde. Dieses Gesetz wird auf der Grundlage der Entropiegrenze berechnet, bei der die Temperatur gegen Null tendiert.
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Themen dieses Artikels
- 1 - Zusammenfassung des dritten Hauptsatzes der Thermodynamik
- 2 - Was sagt der dritte Hauptsatz der Thermodynamik?
-
3 - Formel des dritten Hauptsatzes der Thermodynamik
- Entropieformel
- 4 – Anwendungen des dritten Hauptsatzes der Thermodynamik
- 5 - Wie entstand der dritte Hauptsatz der Thermodynamik?
- 6 - Gesetze der Thermodynamik
Zusammenfassung zum dritten Hauptsatz der Thermodynamik
Der dritte Hauptsatz der Thermodynamik wurde vom physikalischen Chemiker Walther Nernst formuliert und aus den anderen Gesetzen der Thermodynamik, entsprechend der statistischen Mechanik, abgeleitet.
Der dritte Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass es unmöglich ist, den absoluten Nullpunkt zu erreichen.
Wissenschaftlern ist es gelungen, Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt zu erreichen, sie haben diesen aber noch nicht erreicht.
Entropie ist die Organisation von Molekülen in einem System.
Die Gesetze der Thermodynamik sind der nullte Hauptsatz, der erste Hauptsatz, der zweite Hauptsatz und der dritte Hauptsatz.
Der nullte Hauptsatz der Thermodynamik untersucht das thermische Gleichgewicht zwischen verschiedenen Körpern.
Der erste Hauptsatz der Thermodynamik untersucht die Energieerhaltung in thermodynamischen Systemen.
Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik untersucht Wärmekraftmaschinen und Entropie.
Der dritte Hauptsatz der Thermodynamik untersucht den absoluten Nullpunkt.
Was sagt der dritte Hauptsatz der Thermodynamik?
Der dritte Hauptsatz der Thermodynamik, bekannt als Nernsts Theorem oder Nernsts Postulat, ist ein Gesetz zwischen 1906 und 1912 vom physikalischen Chemiker Walther Nernst (1864–1941) entwickelt und bildet die Gesamtheit von Gesetze von Thermodynamik.
Im Jahr 1912 formulierte Nernst den dritten Hauptsatz der Thermodynamik wie folgt:
Es ist nicht möglich, durch eine endliche Reihe von Prozessen den absoluten Nullpunkt zu erreichen.|1|
Nach diesem Gesetz ist die Entropie (Grad der Unordnung eines Systems) am niedrigsten, wenn wir uns der Temperatur des absoluten Nullpunkts in Kelvin nähern Wert, der dazu führt, dass alle beteiligten Prozesse ihre Aktivitäten einstellen, was es ermöglicht, den Bezugspunkt zu identifizieren, an dem der Wert bestimmt werden kann Entropie. Im Fall von ThermomaschinenSobald sie den absoluten Nullpunkt erreichen, könnten sie alle ihre Werte umwandeln Wärmeenergie (Hitze) hinein arbeiten, ohne Verluste.
Zum besseren Verständnis wird im zweiten Hauptsatz der Thermodynamik der Begriff der Entropie als Grad der Bewegung und Schwingung der Moleküle eines Systems eingeführt; Je größer die Bewegungsmöglichkeit, desto größer die Entropie.
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Formel des dritten Hauptsatzes der Thermodynamik
\(\stackrel{lim\ ∆S=0}{\tiny{T→0}}\)
\(\stackrel{lim\ }{\tiny{T→0}}\) ist die Grenze, bei der die Temperatur gegen Null tendiert.
\(∆S\) ist die Entropieänderung des Systems, gemessen in \([J/K]\).
T ist die Temperatur, gemessen in Kelvin \([K]\).
Entropieformel
\(∆S=\frac{∆Q}T\)
\(∆S\) ist die Entropieänderung des Systems, gemessen in \([J/K]\).
\(∆Q\) ist die Wärmeänderung, gemessen in Joule \([J] \).
T ist die Temperatur, gemessen in Kelvin \([K] \).
Anwendungen des dritten Hauptsatzes der Thermodynamik
Der absolute Nullpunkt wurde in Laboratorien nie erreicht, was den dritten Hauptsatz der Thermodynamik zu einem macht theoretisches Recht, daher gibt es keine Anwendungen davon. Wenn diese Temperatur jedoch erreicht würde, hätten die Wärmekraftmaschinen einen Wirkungsgrad von 100 % und alle ihre Hitze würde in Arbeit umgewandelt werden.
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Wie entstand der dritte Hauptsatz der Thermodynamik?
Zwischen 1906 und 1912 entwickelte der physikalische Chemiker Walther Nernst den dritten Hauptsatz der Thermodynamik, er war auch verantwortlich für Forschungen auf den Gebieten Elektrochemie Es ist Photochemie, was einen großen Fortschritt in der Erforschung von darstellt physikalisch-chemisch.
Basierend auf seinen Entropiestudien, Walther Nernst vermutete, dass es nur in perfekten Kristallen vorkommtSpäter würde er jedoch bestätigen, dass die Temperatur des absoluten Nullpunkts tatsächlich nicht einmal existiert. aber auch, dass, wenn das System nahe an dieser Temperatur liegt, ein minimaler Entropiewert vorliegen könnte erhalten.
Seitdem versuchen Wissenschaftler, diese Temperatur zu erreichen und erreichen Werte, die immer näher am Nullpunkt liegen. Auf dieser Grundlage erkannten sie, dass dies nur in erreichbar sein kann Gase.
Mit der Entwicklung der statistischen Mechanik wurde die Der dritte Hauptsatz der Thermodynamik wurde zu einem aus den Grundgesetzen abgeleiteten Gesetz, im Gegensatz zu den anderen Gesetzen, die weiterhin grundlegend sind, weil sie eine experimentelle Grundlage haben, die sie stützt.
Gesetze der Thermodynamik
Die Gesetze der Thermodynamik befassen sich mit den Beziehungen zwischen Druck, Volumen und Temperatur mit Wärme, Energie und anderen physikalische Quantitäten. Sie bestehen aus vier Gesetzen: Nullgesetz, erstes Gesetz, zweites Gesetz und drittes Gesetz.
Nullter Hauptsatz der Thermodynamik: besagt, dass Körper bei unterschiedlichen Temperaturen Wärme austauschen, bis sie die erreichen thermisches Gleichgewicht.
erster Hauptsatz der Thermodynamik: besagt, dass die Änderung der inneren Energie eines thermodynamischen Systems durch die Differenz zwischen der vom System geleisteten Arbeit und der Änderung der von ihm aufgenommenen Wärme gegeben ist.
Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik: besagt, dass es unmöglich ist, eine Maschine zu schaffen, die in der Lage ist, ihre gesamte Wärme in Arbeit umzuwandeln. Darüber hinaus bezeichnet sie Entropie als den Grad der Unordnung in einem System.
Dritter Hauptsatz der Thermodynamik: besagt, dass es unmöglich ist, den absoluten Nullpunkt zu erreichen.
Notiz
|1| Zitat aus dem Buch Grundkurs Physik: Flüssigkeiten, Schwingungen und Wellen, Wärme (Bd. 2).
Von Pamella Raphaella Melo
Physik Lehrer
Möchten Sie diesen Text in einer schulischen oder wissenschaftlichen Arbeit referenzieren? Sehen:
MELO, Pamela Raphaella. „Dritter Hauptsatz der Thermodynamik“; Brasilien-Schule. Verfügbar in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/terceira-lei-da-termodinamica.htm. Abgerufen am 4. August 2023.
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