A Trečiasis termodinamikos dėsnis sprendžia santykius tarp entropija ir absoliutus atskaitos taškas jį nustatyti, nes jis yra absoliutus nulis. Ji taip pat teigia, kad jei šilumos variklis galėtų pasiekti absoliučią nulinę temperatūrą, visa jo šiluma būtų paversta darbu, todėl tai būtų tobula mašina. Šis dėsnis apskaičiuojamas remiantis entropijos riba, kai temperatūra linkusi į nulį.
Taip pat skaitykite: Kokios termometrinės svarstyklės dažniausiai naudojamos fizikoje?
Trečiojo termodinamikos dėsnio santrauka
Trečiąjį termodinamikos dėsnį suformulavo fizikinis chemikas Waltheris Nernstas, pagal statistinę mechaniką kilęs iš kitų termodinamikos dėsnių.
Trečiasis termodinamikos dėsnis teigia, kad neįmanoma pasiekti absoliutaus nulio.
Mokslininkams pavyko pasiekti absoliučiam nuliui artimą temperatūrą, tačiau jos dar nepasiekė.
Entropija yra molekulių organizavimas sistemoje.
Termodinamikos dėsniai yra nulinis, pirmasis, antrasis ir trečiasis.
Nulinis termodinamikos dėsnis tiria šiluminę pusiausvyrą tarp skirtingų kūnų.
Pirmasis termodinamikos dėsnis tiria energijos išsaugojimą termodinaminėse sistemose.
Antrasis termodinamikos dėsnis tiria šilumos variklius ir entropiją.
Trečiasis termodinamikos dėsnis tiria absoliutų nulį.
Ką sako trečiasis termodinamikos dėsnis?
Trečiasis termodinamikos dėsnis, žinomas kaip Nernsto teorema arba Nernsto postulatas, yra dėsnis 1906–1912 m. sukūrė fizikinis chemikas Waltheris Nernstas (1864–1941), kuris sudaro dėsniai termodinamika.
1912 m. Nernstas paskelbė trečiąjį termodinamikos dėsnį:
Jokiomis baigtinėmis procesų serijomis neįmanoma pasiekti absoliutaus nulio temperatūros.|1|
Pagal šį dėsnį, kai priartėjame prie sistemos iki absoliutaus nulio temperatūros Kelvinais, entropija (sistemos netvarkos laipsnis) bus žemiausia. vertė, dėl kurios visi susiję procesai nutraukia savo veiklą, todėl galima nustatyti atskaitos tašką, kuriame galima nustatyti entropija. Jeigu Šiluminės mašinos, pasiekę absoliutų nulį, jie galės konvertuoti visus savo Šiluminė energija (šiluma) in dirbti, be nuostolių.
Norint geriau suprasti, antrajame termodinamikos dėsnyje entropijos sąvoka įvedama kaip sistemos molekulių judėjimo ir vibracijos laipsnis; kuo didesnė judėjimo galimybė, tuo didesnė entropija.
Trečiojo termodinamikos dėsnio formulė
\(\stackrel{lim\ ∆S=0}{\tiny{T→0}}\)
\(\stackrel{lim\ }{\tiny{T→0}}\) yra riba, kai temperatūra linkusi į nulį.
\(∆S\) yra sistemos entropijos pokytis, išmatuotas \([J/K]\).
T yra temperatūra, matuojama Kelvinais \([K]\).
entropijos formulė
\(∆S=\frac{∆Q}T\)
\(∆S\) yra sistemos entropijos pokytis, išmatuotas \([J/K]\).
\(∆Q\) yra šilumos pokytis, matuojamas džauliais \([J] \).
T yra temperatūra, matuojama Kelvinais \([K] \).
Trečiojo termodinamikos dėsnio taikymai
Laboratorijose niekada nebuvo pasiektas absoliutus nulis, todėl trečiasis termodinamikos dėsnis a teorinis įstatymas, todėl nėra jo taikymo. Tačiau jei ši temperatūra būtų pasiekta, šiluminių variklių efektyvumas būtų 100% ir visa jų karštis būtų paverstas darbu.
Taip pat skaitykite: Kaip apskaičiuoti šilumos variklių efektyvumą
Kaip atsirado trečiasis termodinamikos dėsnis?
1906–1912 m. fizikinis chemikas Waltheris Nernstas sukūrė trečiąjį termodinamikos dėsnį, jis taip pat buvo atsakingas už tyrimus šiose srityse. elektrochemija tai yra fotochemija, suteikianti didelę pažangą tiriant fizikinės ir cheminės.
Remdamasis savo entropijos tyrimais, Waltheris Nernstas pasiūlė, kad tai pasitaiko tik tobuluose kristaluosetačiau vėliau jis patikrins, ar iš tikrųjų absoliutaus nulio temperatūra net neegzistuoja, bet ir tai, kad jei sistema yra arti šios temperatūros, gali būti minimali entropijos vertė gautas.
Nuo to laiko mokslininkai bandė gauti tokią temperatūrą, siekdami vis arčiau nulio. Remdamiesi tuo, jie suprato, kad tai galima pasiekti tik čia dujų.
Tobulėjant statistinei mechanikai, trečiasis termodinamikos dėsnis tapo dėsniu, kilusiu iš pagrindinių dėsnių, skirtingai nei kiti dėsniai, kurie ir toliau yra esminiai, nes jie turi eksperimentinį pagrindą, kuris juos palaiko.
termodinamikos dėsniai
Termodinamikos dėsniai nagrinėja slėgio, tūrio ir temperatūros ryšius su šiluma, energija ir kt fiziniai dydžiai. Juos sudaro keturi dėsniai: nulinis įstatymas, pirmasis įstatymas, antrasis įstatymas ir trečiasis įstatymas.
Nulinis termodinamikos dėsnis: teigia, kad skirtingos temperatūros kūnai keisis šiluma, kol pasieks šiluminis balansas.
pirmasis termodinamikos dėsnis: teigia, kad termodinaminės sistemos vidinės energijos pokytį lemia skirtumas tarp sistemos atlikto darbo ir jos sugertos šilumos pokyčio.
antrasis termodinamikos dėsnis: teigia, kad neįmanoma sukurti mašinos, galinčios visą šilumą paversti darbu. Be to, ji įvardija entropiją kaip sistemos sutrikimo laipsnį.
Trečiasis termodinamikos dėsnis: teigia, kad neįmanoma pasiekti absoliutaus nulio.
Pastaba
|1| citata iš knygos Pagrindinis fizikos kursas: skysčiai, virpesiai ir bangos, šiluma (t. 2).
Pamella Raphaella Melo
Fizikos mokytojas
Šaltinis: Brazilijos mokykla - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/terceira-lei-da-termodinamica.htm
