A termodinamika harmadik főtétele közötti kapcsolattal foglalkozik entrópia és abszolút referenciapont annak meghatározásához, mivel ő a abszolút nulla. Azt is kijelenti, hogy ha egy hőmotor képes lenne elérni az abszolút nulla hőmérsékletet, akkor minden hője munkává alakulna, így tökéletes gép lesz. Ezt a törvényt az entrópia határa alapján számítják ki, ahol a hőmérséklet nullára hajlik.
Olvasd el te is: Melyek a leggyakrabban használt hőmérők a fizikában?
A termodinamika harmadik főtételének összefoglalása
A termodinamika harmadik főtételét Walther Nernst fizikai kémikus fogalmazta meg, amely a statisztikai mechanika szerint a termodinamika többi törvényéből származik.
A termodinamika harmadik főtétele kimondja, hogy lehetetlen elérni az abszolút nullát.
A tudósoknak sikerült elérniük az abszolút nullához közeli hőmérsékletet, de még nem érték el.
Az entrópia a molekulák rendszerben való szerveződése.
A termodinamika törvényei a nulladik törvény, az első, a második és a harmadik törvény.
A termodinamika nulladik törvénye a különböző testek közötti termikus egyensúlyt vizsgálja.
A termodinamika első főtétele a termodinamikai rendszerek energiamegmaradását vizsgálja.
A termodinamika második főtétele a hőmotorokat és az entrópiát vizsgálja.
A termodinamika harmadik főtétele az abszolút nullát vizsgálja.
Mit mond a termodinamika harmadik főtétele?
A termodinamika harmadik főtétele, amely Nernst-tételként vagy Nernst-posztulátumként ismert, egy törvény Walther Nernst (1864-1941) fizikai kémikus fejlesztette ki 1906 és 1912 között, amely a törvényei termodinamika.
1912-ben Nernst kimondta a termodinamika harmadik főtételét:
Semmilyen véges folyamatsorral nem lehet elérni az abszolút nulla hőmérsékletet.|1|
E törvény szerint, ha egy rendszert Kelvinben az abszolút nulla hőmérséklethez közelítünk, akkor az entrópia (a rendszer rendezetlenségi foka) lesz a legalacsonyabb. érték, aminek következtében az összes érintett folyamat abbahagyja tevékenységét, lehetővé téve annak a viszonyítási pontnak a meghatározását, amelyben meghatározható a entrópia. Abban az esetben Hőgépek, ha elérik az abszolút nullát, képesek lennének az összes értéküket konvertálni Hőenergia (hő) be munka, veszteségek nélkül.
A jobb megértés érdekében a termodinamika második főtételében az entrópia fogalmát a rendszer molekuláinak mozgásának és rezgésének mértékeként vezetjük be; minél nagyobb a mozgáslehetőség, annál nagyobb az entrópia.
A termodinamika harmadik főtételének képlete
\(\stackrel{lim\ ∆S=0}{\tiny{T→0}}\)
\(\stackrel{lim\ }{\tiny{T→0}}\) az a határ, ahol a hőmérséklet nullára hajlik.
\(∆S\) a rendszer entrópiaváltozása, mértéke \([J/K]\).
T a hőmérséklet, Kelvinben mérve \([K]\).
entrópia képlet
\(∆S=\frac{∆Q}T\)
\(∆S\) a rendszer entrópiaváltozása, mértéke \([J/K]\).
\(∆Q\) a hő változása, Joule-ban mérve \([J] \).
T a hőmérséklet, Kelvinben mérve \([K] \).
A termodinamika harmadik főtételének alkalmazásai
Az abszolút nullát soha nem érték el a laboratóriumokban, így a termodinamika harmadik főtétele a elméleti jog, ezért nincsenek alkalmazásai. Ha azonban ezt a hőmérsékletet elérnénk, a hőmotorok 100%-os hatásfokkal működnének, és minden hőség munkává alakítanák át.
Olvass te is: Hogyan számítsuk ki a hőgépek hatásfokát
Hogyan jött létre a termodinamika harmadik főtétele?
1906 és 1912 között Walther Nernst fizikai kémikus kidolgozta a termodinamika harmadik főtételét, ő volt a felelős a kutatásokért is. elektrokémia Ez fotokémia, amely jelentős előrelépést jelent a tanulmányozásában fizikai-kémiai.
Entrópiatanulmányai alapján Walther Nernst azt javasolta, hogy ez csak tökéletes kristályokban fordul előkésőbb azonban ellenőrizni fogja, hogy valójában az abszolút nulla hőmérséklet nem is létezik, de azt is, hogy ha a rendszer közel van ehhez a hőmérséklethez, akkor az entrópia minimális értéke lehet kapott.
Azóta a tudósok megpróbálják elérni ezt a hőmérsékletet, és egyre közelebb jutnak a nullához. Ez alapján rájöttek, hogy ez csakis bent érhető el gázok.
A statisztikai mechanika fejlődésével a A termodinamika harmadik főtétele az alaptörvényekből levezetett törvény lett, ellentétben a többi, továbbra is alapvető törvénnyel, mert van egy kísérleti alapjuk, amely alátámasztja őket.
termodinamika törvényei
A termodinamika törvényei a nyomás, a térfogat és a hőmérséklet közötti összefüggésekkel foglalkoznak a hővel, energiával és másokkal fizikai mennyiségek. Négy törvényből állnak: nulla törvényből, első törvényből, második törvényből és harmadik törvényből.
A termodinamika nulladik törvénye: azt állítja, hogy a különböző hőmérsékletű testek hőt cserélnek, amíg el nem érik a termikus egyensúly.
termodinamika első főtétele: azt állítja, hogy a termodinamikai rendszer belső energiájának változását a rendszer által végzett munka és az általa elnyelt hő változása közötti különbség adja.
termodinamika második főtétele: kimondja, hogy lehetetlen olyan gépet létrehozni, amely képes minden hőjét munkává alakítani. Továbbá az entrópiát a rendszer rendezetlenségének fokaként fogalmazza meg.
termodinamika harmadik főtétele: azt állítja, hogy lehetetlen elérni az abszolút nullát.
jegyzet
|1| idézet a könyvből Fizika alaptanfolyam: folyadékok, rezgések és hullámok, hő (köt. 2).
Írta: Pamella Raphaella Melo
Fizika tanár
Forrás: Brazil iskola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/terceira-lei-da-termodinamica.htm
