A hukum ketiga termodinamika membahas hubungan antara entropi dan titik referensi mutlak untuk menentukannya, dia adalah nol mutlak. Dia juga menyatakan bahwa jika mesin kalor mampu mencapai suhu nol mutlak, semua kalornya akan diubah menjadi kerja, menjadikannya mesin yang sempurna. Hukum ini dihitung berdasarkan batas entropi, dimana temperatur cenderung nol.
Baca juga: Apa skala termometrik yang paling banyak digunakan dalam Fisika?
Ringkasan tentang hukum ketiga termodinamika
Hukum termodinamika ketiga dirumuskan oleh ahli kimia fisik Walther Nernst, diturunkan dari hukum termodinamika lainnya, menurut mekanika statistik.
Hukum ketiga termodinamika menyatakan bahwa tidak mungkin mencapai nol mutlak.
Para ilmuwan telah berhasil mencapai suhu mendekati nol mutlak, tetapi belum mencapainya.
Entropi adalah organisasi molekul dalam suatu sistem.
Hukum termodinamika adalah hukum ke nol, hukum pertama, hukum kedua dan hukum ketiga.
Hukum ke nol termodinamika mempelajari kesetimbangan termal antara benda yang berbeda.
Hukum pertama termodinamika mempelajari kekekalan energi dalam sistem termodinamika.
Hukum kedua termodinamika mempelajari mesin panas dan entropi.
Hukum ketiga termodinamika mempelajari nol mutlak.
Apa yang dikatakan hukum ketiga termodinamika?
Hukum termodinamika ketiga, dikenal sebagai teorema Nernst atau postulat Nernst, adalah hukum dikembangkan oleh ahli kimia fisik Walther Nernst (1864 -1941), antara tahun 1906 dan 1912, yang membentuk himpunan hukum dari termodinamika.
Pada tahun 1912, Nernst menyatakan hukum ketiga termodinamika sebagai:
Tidak mungkin, dengan serangkaian proses yang terbatas, untuk mencapai suhu nol mutlak.|1|
Menurut hukum ini, ketika kita mendekati suatu sistem ke suhu nol mutlak dalam Kelvin, entropi (tingkat ketidakteraturan suatu sistem) akan memiliki titik terendah. nilai, menyebabkan semua proses yang terlibat menghentikan aktivitasnya, sehingga memungkinkan untuk mengidentifikasi titik referensi di mana dimungkinkan untuk menentukan entropi. Dalam kasus Mesin termal, setelah mencapai nol mutlak, mereka akan dapat mengubah semuanya Energi termal (panas) di bekerja, tanpa kerugian.
Untuk pemahaman yang lebih baik, konsep entropi diperkenalkan, dalam hukum kedua termodinamika, sebagai tingkat pergerakan dan getaran molekul suatu sistem; semakin besar kemungkinan pergerakan, semakin besar entropi.
Rumus hukum ketiga termodinamika
\(\stackrel{lim\ ∆S=0}{\tiny{T→0}}\)
\(\stackrel{lim\ }{\tiny{T→0}}\) adalah batas di mana suhu cenderung nol.
\(∆S\) adalah perubahan entropi sistem, diukur dalam \([J/K]\).
T adalah suhu, diukur dalam Kelvin \([K]\).
rumus entropi
\(∆S=\frac{∆Q}T\)
\(∆S\) adalah perubahan entropi sistem, diukur dalam \([J/K]\).
\(∆Q\) adalah perubahan panas, diukur dalam Joule \([J] \).
T adalah suhu, diukur dalam Kelvin \([K] \).
Aplikasi hukum ketiga termodinamika
Nol mutlak tidak pernah tercapai di laboratorium, membuat hukum ketiga termodinamika a hukum teoretis, oleh karena itu, tidak ada penerapannya. Namun, jika suhu ini tercapai, mesin kalor akan memiliki efisiensi 100%, dan semuanya panas akan diubah menjadi kerja.
Baca juga: Bagaimana menghitung efisiensi mesin kalor
Bagaimana hukum ketiga termodinamika terjadi?
Antara tahun 1906 dan 1912, ahli kimia fisik Walther Nernst mengembangkan hukum termodinamika ketiga, dia juga bertanggung jawab untuk penelitian di bidang elektrokimia Dia fotokimia, memberikan kemajuan besar dalam studi tentang fisikokimia.
Berdasarkan studi entropinya, Walther Nernst mengusulkan bahwa itu hanya terjadi pada kristal sempurna, bagaimanapun, nanti, dia akan memverifikasi bahwa, pada kenyataannya, suhu nol mutlak bahkan tidak ada, tetapi juga bahwa, jika sistem mendekati temperatur ini, nilai entropi minimum bisa jadi diperoleh.
Sejak saat itu, para ilmuwan telah mencoba untuk mendapatkan suhu ini, mencapai level yang semakin mendekati nol. Berdasarkan itu, mereka menyadari bahwa itu hanya dapat dicapai di gas.
Dengan berkembangnya mekanika statistik, hukum ketiga termodinamika menjadi hukum yang berasal dari hukum dasar, tidak seperti undang-undang lain yang terus menjadi fundamental, karena memiliki dasar eksperimental yang mendukungnya.
hukum termodinamika
Hukum termodinamika berurusan dengan hubungan antara tekanan, volume, dan suhu dengan panas, energi, dan lainnya kuantitas fisik. Mereka terdiri dari empat hukum: hukum nol, hukum pertama, hukum kedua dan hukum ketiga.
Hukum ke nol termodinamika: menyatakan bahwa benda-benda pada suhu yang berbeda akan bertukar kalor hingga mencapai suhu keseimbangan termal.
hukum pertama termodinamika: menyatakan bahwa perubahan energi dalam suatu sistem termodinamika diberikan oleh selisih antara usaha yang dilakukan oleh sistem dan perubahan kalor yang diserapnya.
hukum kedua termodinamika: menyatakan bahwa tidak mungkin membuat mesin yang mampu mengubah semua panasnya menjadi kerja. Selanjutnya, dia mengucapkan entropi sebagai tingkat gangguan dalam suatu sistem.
hukum ketiga termodinamika: menyatakan bahwa tidak mungkin mencapai nol mutlak.
Catatan
|1| kutipan dari buku Mata kuliah fisika dasar: fluida, osilasi dan gelombang, kalor (vol. 2).
Oleh Pamella Raphaella Melo
Guru Fisika
Sumber: Sekolah Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/terceira-lei-da-termodinamica.htm
