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?
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.
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
Izvor: Brazilska škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/terceira-lei-da-termodinamica.htm