თერმოდინამიკის მესამე კანონი: რას ამბობს იგი?

ა თერმოდინამიკის მესამე კანონი ეხება ურთიერთობას შორის ენტროპია და აბსოლუტური საცნობარო წერტილი მის დასადგენად, ის არის აბსოლუტური ნული. იგი ასევე აცხადებს, რომ თუ სითბოს ძრავას შეეძლო მიაღწიოს აბსოლუტურ ნულოვან ტემპერატურას, მთელი მისი სითბო გადაიქცევა სამუშაოდ, რაც მას სრულყოფილ მანქანად აქცევს. ეს კანონი გამოითვლება ენტროპიის ზღვარზე დაყრდნობით, სადაც ტემპერატურა ნულისკენ მიისწრაფვის.

წაიკითხეთ ასევე: რომელია ყველაზე ხშირად გამოყენებული თერმომეტრიული სასწორები ფიზიკაში?

ამ სტატიის თემები

• 1 - თერმოდინამიკის მესამე კანონის შეჯამება
• 2 - რას ამბობს თერმოდინამიკის მესამე კანონი?
• 3 - თერმოდინამიკის მესამე კანონის ფორმულა
  • ენტროპიის ფორმულა
• 4 - თერმოდინამიკის მესამე კანონის გამოყენება
• 5 - როგორ გაჩნდა თერმოდინამიკის მესამე კანონი?
• 6 - თერმოდინამიკის კანონები

შეჯამება თერმოდინამიკის მესამე კანონის შესახებ

• თერმოდინამიკის მესამე კანონი ჩამოაყალიბა ფიზიკურმა ქიმიკოსმა უოლტერ ნერნსტმა, რომელიც მიღებულია თერმოდინამიკის სხვა კანონებიდან, სტატისტიკური მექანიკის მიხედვით.

• თერმოდინამიკის მესამე კანონი ამბობს, რომ შეუძლებელია აბსოლუტური ნულის მიღწევა.

• მეცნიერებმა მოახერხეს აბსოლუტურ ნულთან ახლოს ტემპერატურის მიღწევა, მაგრამ ჯერ არ მიუღწევიათ.

• ენტროპია არის მოლეკულების ორგანიზაცია სისტემაში.

• თერმოდინამიკის კანონებია ნულოვანი კანონი, პირველი კანონი, მეორე კანონი და მესამე კანონი.

• თერმოდინამიკის ნულოვანი კანონი სწავლობს თერმულ წონასწორობას სხვადასხვა სხეულებს შორის.

• თერმოდინამიკის პირველი კანონი სწავლობს ენერგიის შენარჩუნებას თერმოდინამიკურ სისტემებში.

• თერმოდინამიკის მეორე კანონი სწავლობს სითბოს ძრავებს და ენტროპიას.

• თერმოდინამიკის მესამე კანონი სწავლობს აბსოლუტურ ნულს.

რას ამბობს თერმოდინამიკის მესამე კანონი?

თერმოდინამიკის მესამე კანონი, რომელიც ცნობილია როგორც ნერნსტის თეორემა ან ნერნსტის პოსტულატი, არის კანონი. შეიმუშავა ფიზიკოსმა უოლტერ ნერნსტმა (1864-1941), 1906-1912 წლებში, რომელიც აყალიბებს კანონები თერმოდინამიკა.

1912 წელს ნერნსტმა გამოაცხადა თერმოდინამიკის მესამე კანონი, როგორც:

შეუძლებელია პროცესების რაიმე სასრული სერიის საშუალებით აბსოლუტური ნულის ტემპერატურის მიღწევა.|1|

ამ კანონის მიხედვით, როდესაც სისტემას მივუახლოვდებით კელვინში აბსოლუტური ნულის ტემპერატურას, ენტროპიას (სისტემის უწესრიგობის ხარისხი) ექნება ყველაზე დაბალი. მნიშვნელობა, რაც იწვევს ყველა პროცესის შეწყვეტას, რაც შესაძლებელს ხდის იდენტიფიცირება საცნობარო წერტილის შესახებ, რომელშიც შესაძლებელია განისაზღვროს ენტროპია. Იმ შემთხვევაში თერმული მანქანებიაბსოლუტური ნულის მიღწევის შემდეგ, ისინი შეძლებენ ყველა მათი კონვერტაციას Თერმული ენერგია (სითბო) in მუშაობაზარალის გარეშე.

უკეთ გასაგებად, თერმოდინამიკის მეორე კანონში შემოტანილია ენტროპიის ცნება, როგორც სისტემის მოლეკულების მოძრაობისა და ვიბრაციის ხარისხი; რაც მეტია მოძრაობის შესაძლებლობა, მით მეტია ენტროპია.

არ გაჩერდე ახლა... საჯაროობის შემდეგ კიდევ არის ;)

თერმოდინამიკის მესამე კანონის ფორმულა

\(\stackrel{lim\ ⁡∆S=0}{\პატარა{T→0}}\)

• \(\stackrel{lim\ ⁡}{\tiny{T→0}}\) არის ზღვარი, სადაც ტემპერატურა ნულისკენ მიისწრაფვის.

• \(∆S\) არის სისტემის ენტროპიის ცვლილება, რომელიც იზომება \([J/K]\).

• თ არის ტემპერატურა, რომელიც იზომება კელვინში \([K]\).

• ენტროპიის ფორმულა

\(∆S=\frac{∆Q}T\)

• \(∆S\) არის სისტემის ენტროპიის ცვლილება, რომელიც იზომება \([J/K]\).

• \(∆Q\) არის სითბოს ცვლილება, რომელიც იზომება ჯოულებში \([J] \).

• თ არის ტემპერატურა, რომელიც იზომება კელვინში \([K] \).

თერმოდინამიკის მესამე კანონის გამოყენება

აბსოლუტურ ნულს ლაბორატორიებში არასოდეს მიუღწევიათ, რაც თერმოდინამიკის მესამე კანონს ქმნის ა თეორიული სამართალი, შესაბამისად, მისი გამოყენება არ არსებობს. თუმცა, თუ ამ ტემპერატურას მიაღწიეს, სითბოს ძრავებს ექნებათ 100% ეფექტურობა და ყველა მათი სითბო გადაიქცევა სამუშაოდ.

წაიკითხე შენც: როგორ გამოვთვალოთ სითბოს ძრავების ეფექტურობა

როგორ გაჩნდა თერმოდინამიკის მესამე კანონი?

1906-1912 წლებში ფიზიკურმა ქიმიკოსმა ვალტერ ნერნსტმა შეიმუშავა თერმოდინამიკის მესამე კანონი, იგი ასევე პასუხისმგებელი იყო კვლევებზე. ელექტროქიმია Ეს არის ფოტოქიმია, რაც მნიშვნელოვან წინსვლას უზრუნველყოფს შესწავლაში ფიზიკოქიმიური.

მისი ენტროპიის კვლევების საფუძველზე, უოლტერ ნერნსტმა თქვა, რომ ის მხოლოდ სრულყოფილ კრისტალებში გვხვდებათუმცა, მოგვიანებით, ის დაადასტურებდა, რომ ფაქტობრივად, აბსოლუტური ნულის ტემპერატურა არც კი არსებობს, არამედ ისიც, რომ თუ სისტემა ახლოსაა ამ ტემპერატურასთან, მინიმალური ენტროპიის მნიშვნელობა შეიძლება იყოს მიღებული.

მას შემდეგ მეცნიერები ცდილობდნენ მიიღონ ეს ტემპერატურა, მიაღწიონ დონეებს უფრო და უფრო ახლოს ნულთან. ამის საფუძველზე მათ გააცნობიერეს, რომ ამის მიღწევა მხოლოდ მასშია შესაძლებელი გაზები.

სტატისტიკური მექანიკის განვითარებით, თერმოდინამიკის მესამე კანონი გახდა ძირითადი კანონებიდან მიღებული კანონისხვა კანონებისგან განსხვავებით, რომლებიც კვლავაც ფუნდამენტურია, რადგან მათ აქვთ ექსპერიმენტული საფუძველი, რომელიც მხარს უჭერს მათ.

თერმოდინამიკის კანონები

თერმოდინამიკის კანონები ეხება წნევას, მოცულობასა და ტემპერატურას შორის ურთიერთობას სითბოსთან, ენერგიასთან და სხვა ფიზიკური რაოდენობით. ისინი შედგება ოთხი კანონისაგან: ნულოვანი კანონი, პირველი კანონი, მეორე კანონი და მესამე კანონი.

• თერმოდინამიკის ნულოვანი კანონი: აღნიშნავს, რომ სხვადასხვა ტემპერატურის მქონე სხეულები გაცვლიან სითბოს მანამ, სანამ არ მიაღწევენ თერმული ბალანსი.

• თერმოდინამიკის პირველი კანონი: აღნიშნავს, რომ თერმოდინამიკური სისტემის შიდა ენერგიის ცვლილება მოცემულია სისტემის მიერ შესრულებულ სამუშაოსა და მის მიერ შთანთქმული სითბოს ცვლილებას შორის სხვაობით.

• თერმოდინამიკის მეორე კანონი: აცხადებს, რომ შეუძლებელია ისეთი მანქანის შექმნა, რომელსაც შეუძლია მთელი მისი სითბო სამუშაოდ გადააქციოს. გარდა ამისა, იგი გამოხატავს ენტროპიას, როგორც სისტემის არეულობის ხარისხს.

• თერმოდინამიკის მესამე კანონი: აცხადებს, რომ შეუძლებელია აბსოლუტური ნულის მიღწევა.

შენიშვნა

|1| ციტატა წიგნიდან ფიზიკის ძირითადი კურსი: სითხეები, რხევები და ტალღები, სითბო (ტ. 2).

პამელა რაფაელა მელოს მიერ
ფიზიკის მასწავლებელი

გსურთ ამ ტექსტის მითითება სასკოლო ან აკადემიურ ნაშრომში? შეხედე:

მელო, პამელა რაფაელა. „თერმოდინამიკის მესამე კანონი“; ბრაზილიის სკოლა. Ხელმისაწვდომია: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/terceira-lei-da-termodinamica.htm. წვდომა 2023 წლის 4 აგვისტოს.

დააწკაპუნეთ, რომ გაიგოთ ყველაფერი კარნოს ციკლის შესახებ. შეამოწმეთ აქ მისი ნაბიჯები, კარნოს თეორია, ამოხსნილი სავარჯიშოები და მრავალი სხვა.

სისტემის ენტროპია სხვა არაფერია, თუ არა მისი დეზორგანიზაციის ხარისხის საზომი. მეორე კანონის ჩამოყალიბება შესაძლებელია ენტროპიის კონცეფციიდან.

აირების ქცევისა და სრულყოფილი აირების ზოგადი კანონის შესწავლა.

აღმოაჩინეთ თერმული ძრავების მომხიბლავი ისტორია და მათი ძირითადი გამოყენება.

დააწკაპუნეთ ყველაფრის გასაგებად თერმოდინამიკის ნულოვანი კანონის შესახებ. შეამოწმეთ აქ რას ამბობს კანონი Zero, მისი აპლიკაციები, ამოხსნილი სავარჯიშოები და მრავალი სხვა.

იცით რა არის თერმო მანქანები, თერმოდინამიკური ციკლები და ეფექტურობა? შეიტყვეთ მეტი ამ მნიშვნელოვანი თერმოდინამიკის კონცეფციების შესახებ.

გაეცანით ტექსტს და ისწავლეთ თერმოდინამიკის პირველი კანონის განმარტება, ნახეთ რა ფორმულებია გამოყენებული ამ კანონით და შეამოწმეთ ამოხსნილი სავარჯიშოები ამ თემაზე.

იზოთერმული, იზოლუმმეტრული და ადიაბატური ტრანსფორმაცია. შეხვდით მათ!

იცი რა არის თერმოდინამიკა? შედით ტექსტში, რათა გაიგოთ, რომელია ყველაზე მნიშვნელოვანი ცნებები ამ თემაზე, გაეცანით თერმოდინამიკის კანონებს.

აბსოლუტური ნული იცი რა არის? შეამოწმეთ რა მოხდებოდა მას რომ მივაღწიოთ, გაიგეთ როგორ მივუახლოვდით ამ ტემპერატურას და რატომ არ არის შესაძლებელი მის მიღწევა.