A treći zakon termodinamike bavi se odnosom između entropija i apsolutna referentna točka za njegovo određivanje, on je apsolutna nula. Ona također navodi da kad bi toplinski stroj bio u stanju postići temperaturu apsolutne nule, sva njegova toplina bi se pretvorila u rad, što bi ga učinilo savršenim strojem. Ovaj zakon se izračunava na temelju granice entropije, gdje temperatura teži nuli.
Pročitajte također: Koje su najčešće korištene termometrijske ljestvice u fizici?
Teme ovog članka
- 1 - Sažetak trećeg zakona termodinamike
- 2 - Što kaže treći zakon termodinamike?
-
3 - Formula trećeg zakona termodinamike
- entropijska formula
- 4 - Primjene trećeg zakona termodinamike
- 5 - Kako je nastao treći zakon termodinamike?
- 6 - Zakoni termodinamike
Sažetak o trećem zakonu termodinamike
Treći zakon termodinamike formulirao je fizikalni kemičar Walther Nernst, a izveden je iz drugih zakona termodinamike, prema statističkoj mehanici.
Treći zakon termodinamike kaže da je nemoguće doseći apsolutnu nulu.
Znanstvenici su uspjeli postići temperature blizu apsolutne nule, ali je još nisu dosegli.
Entropija je organizacija molekula u sustavu.
Zakoni termodinamike su nulti zakon, prvi zakon, drugi zakon i treći zakon.
Nulti zakon termodinamike proučava toplinsku ravnotežu između različitih tijela.
Prvi zakon termodinamike proučava očuvanje energije u termodinamičkim sustavima.
Drugi zakon termodinamike proučava toplinske strojeve i entropiju.
Treći zakon termodinamike proučava apsolutnu nulu.
Što kaže treći zakon termodinamike?
Treći zakon termodinamike, poznat kao Nernstov teorem ili Nernstov postulat, je zakon razvio fizikalni kemičar Walther Nernst (1864. -1941.), između 1906. i 1912., koji čini skup zakoni o termodinamika.
Godine 1912. Nernst je izrekao treći zakon termodinamike kao:
Nikakvim konačnim nizom procesa nije moguće postići apsolutnu nultu temperaturu.|1|
Prema tom zakonu, kada sustav približimo temperaturi apsolutne nule u Kelvinima, entropija (stupanj neuređenosti sustava) imat će najnižu vrijednost, zbog čega svi uključeni procesi prekidaju svoje aktivnosti, omogućujući identificiranje referentne točke u kojoj je moguće odrediti entropija. U slučaju Toplinski strojevi, po dostizanju apsolutne nule, mogli bi pretvoriti sve svoje Termalna energija (toplina) u raditi, bez gubitaka.
Radi boljeg razumijevanja, uvodi se pojam entropije, u drugom zakonu termodinamike, kao stupanj kretanja i vibracije molekula sustava; što je veća mogućnost kretanja, veća je i entropija.
Nemoj sada stati... Ima još nakon publiciteta ;)
Formula trećeg zakona termodinamike
\(\stackrel{lim\ ∆S=0}{\tiny{T→0}}\)
\(\stackrel{lim\ }{\tiny{T→0}}\) je granica gdje temperatura teži nuli.
\(∆S\) je promjena entropije sustava, mjerena u \([J/K]\).
T je temperatura, mjerena u Kelvinima \([K]\).
entropijska formula
\(∆S=\frac{∆Q}T\)
\(∆S\) je promjena entropije sustava, mjerena u \([J/K]\).
\(∆Q\) je promjena topline, mjerena u džulima \([J] \).
T je temperatura, mjerena u Kelvinima \([K] \).
Primjene trećeg zakona termodinamike
Apsolutna nula nikada nije postignuta u laboratorijima, što treći zakon termodinamike čini a teoretski zakon, dakle, nema njegove primjene. Međutim, kada bi se ova temperatura postigla, toplinski strojevi bi imali 100% učinkovitost, i to sve toplina bi se pretvorilo u rad.
Pročitajte također: Kako izračunati učinkovitost toplinskih strojeva
Kako je nastao treći zakon termodinamike?
Između 1906. i 1912. fizikalni kemičar Walther Nernst razvio je treći zakon termodinamike, također je bio odgovoran za istraživanja u poljima elektrokemija to je fotokemija, pružajući veliki napredak u proučavanju fizikalno-kemijski.
Na temelju svojih proučavanja entropije, Walther Nernst je predložio da se javlja samo u savršenim kristalima, međutim, kasnije će potvrditi da, zapravo, temperatura apsolutne nule uopće ne postoji, ali također da, ako je sustav blizu ove temperature, minimalna vrijednost entropije može biti dobiveno.
Od tog vremena znanstvenici pokušavaju postići tu temperaturu, dosežući razine sve bliže nuli. Na temelju toga su shvatili da je to moguće postići samo u plinovi.
S razvojem statističke mehanike, treći zakon termodinamike postao je zakon izveden iz osnovnih zakona, za razliku od drugih zakona koji su i dalje temeljni, jer imaju eksperimentalnu osnovu koja ih podržava.
zakoni termodinamike
Zakoni termodinamike bave se odnosima između tlaka, volumena i temperature s toplinom, energijom i drugim fizikalne veličine. Sastoje se od četiri zakona: nulti zakon, prvi zakon, drugi zakon i treći zakon.
Nulti zakon termodinamike: navodi da će tijela na različitim temperaturama izmjenjivati toplinu dok ne dostignu toplinska ravnoteža.
prvi zakon termodinamike: tvrdi da je promjena unutarnje energije termodinamičkog sustava dana razlikom između rada koji je sustav izvršio i promjene topline koju je apsorbirao.
drugi zakon termodinamike: navodi da je nemoguće stvoriti stroj koji je sposoban svu svoju toplinu pretvoriti u rad. Nadalje, entropiju izriče kao stupanj nereda u sustavu.
treći zakon termodinamike: navodi da je nemoguće doseći apsolutnu nulu.
Bilješka
|1| citat iz knjige Osnovni tečaj fizike: tekućine, oscilacije i valovi, toplina (vol. 2).
Autor: Pamella Raphaella Melo
Profesor fizike
Želite li ovaj tekst citirati u školskom ili akademskom radu? Izgled:
MELO, Pamela Raphaella. "Treći zakon termodinamike"; Brazilska škola. Dostupno u: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/terceira-lei-da-termodinamica.htm. Pristupljeno 4. kolovoza 2023.
Kliknite da biste saznali sve o Carnotovom ciklusu. Ovdje provjerite njegove korake, Carnotovu teoriju, riješene vježbe i još mnogo toga.
Entropija sustava nije ništa drugo nego mjera njegovog stupnja neorganiziranosti. Drugi zakon moguće je formulirati iz pojma entropije.
Proučavanje ponašanja plinova i opći zakon savršenih plinova.
Otkrijte fascinantnu povijest toplinskih motora i njihove glavne namjene.
Kliknite da biste saznali sve o Nultom zakonu termodinamike. Ovdje provjerite što kaže Law Zero, njegove primjene, riješene vježbe i još mnogo toga.
Znate li što su toplinski strojevi, termodinamički ciklusi i učinkovitost? Saznajte više o ovim važnim termodinamičkim konceptima.
Pristupite tekstu i naučite definiciju Prvog zakona termodinamike, pogledajte koje su formule korištene u ovom zakonu i pogledajte riješene vježbe na tu temu.
Izotermna, izovolumetrijska i adijabatska transformacija. Upoznajte ih!
Znate li što je termodinamika? Pristupite tekstu kako biste saznali koji su najvažniji pojmovi o predmetu, upoznajte se sa zakonima termodinamike.
Znate li što je apsolutna nula? Provjerite što bi se dogodilo da je dosegnemo, naučite kako smo se toj temperaturi približili i zašto je nije moguće postići.
