A Trešais termodinamikas likums risina attiecības starp entropija un absolūts atskaites punkts, lai to noteiktu, jo viņš ir absolūtā nulle. Viņa arī norāda, ka, ja siltuma dzinējs spētu sasniegt absolūtu nulles temperatūru, viss tā siltums tiktu pārvērsts darbā, padarot to par perfektu mašīnu. Šis likums tiek aprēķināts, pamatojoties uz entropijas robežu, kur temperatūrai ir tendence uz nulli.
Izlasi arī: Kādas termometriskās skalas fizikā izmanto visbiežāk?
Trešā termodinamikas likuma kopsavilkums
Trešo termodinamikas likumu formulēja fizikālais ķīmiķis Valters Nernsts, kas saskaņā ar statistikas mehāniku ir atvasināts no citiem termodinamikas likumiem.
Trešais termodinamikas likums nosaka, ka nav iespējams sasniegt absolūto nulli.
Zinātniekiem ir izdevies sasniegt temperatūru tuvu absolūtai nullei, taču tā vēl nav sasniegusi.
Entropija ir molekulu organizācija sistēmā.
Termodinamikas likumi ir nulles likums, pirmais likums, otrais likums un trešais likums.
Termodinamikas nulles likums pēta termisko līdzsvaru starp dažādiem ķermeņiem.
Pirmais termodinamikas likums pēta enerģijas saglabāšanu termodinamiskajās sistēmās.
Otrais termodinamikas likums pēta siltumdzinējus un entropiju.
Trešais termodinamikas likums pēta absolūto nulli.
Ko saka trešais termodinamikas likums?
Trešais termodinamikas likums, kas pazīstams kā Nernsta teorēma vai Nernsta postulāts, ir likums izstrādāja fizikālais ķīmiķis Valters Nernsts (1864-1941) no 1906. līdz 1912. gadam, kas veido kopumu gada likumi termodinamika.
1912. gadā Nernsts pasludināja trešo termodinamikas likumu:
Nevienā ierobežotā procesu sērijā nav iespējams sasniegt absolūto nulles temperatūru.|1|
Saskaņā ar šo likumu, kad mēs tuvosimies sistēmai Kelvina absolūtās nulles temperatūrai, entropijai (sistēmas nekārtības pakāpei) būs zemākā vērtība. vērtību, liekot visiem iesaistītajiem procesiem pārtraukt savu darbību, ļaujot noteikt atskaites punktu, kurā ir iespējams noteikt entropija. Gadījumā, ja Termiskās mašīnas, sasniedzot absolūto nulli, viņi varēs konvertēt visus savus Siltumenerģija (siltums) iekšā strādāt, bez zaudējumiem.
Lai labāk izprastu, otrajā termodinamikas likumā ir ieviests entropijas jēdziens kā sistēmas molekulu kustības un vibrācijas pakāpe; jo lielāka ir kustības iespēja, jo lielāka ir entropija.
Termodinamikas trešā likuma formula
\(\stackrel{lim\ ∆S=0}{\tiny{T→0}}\)
\(\stackrel{lim\ }{\tiny{T→0}}\) ir robeža, kurā temperatūrai ir tendence uz nulli.
\(∆S\) ir sistēmas entropijas izmaiņas, ko mēra \([J/K]\).
T ir temperatūra, ko mēra Kelvinos \([K]\).
entropijas formula
\(∆S=\frac{∆Q}T\)
\(∆S\) ir sistēmas entropijas izmaiņas, ko mēra \([J/K]\).
\(∆Q\) ir siltuma izmaiņas, ko mēra džoulos \([J] \).
T ir temperatūra, ko mēra Kelvinos \([K] \).
Trešā termodinamikas likuma pielietojumi
Laboratorijās nekad nav sasniegta absolūtā nulle, tāpēc trešais termodinamikas likums a teorētiskais likums, tāpēc tam nav pielietojuma. Taču, ja šī temperatūra tiktu sasniegta, siltumdzinējiem būtu 100% efektivitāte un visa tā karstums tiktu pārvērsts darbā.
Lasi arī: Kā aprēķināt siltumdzinēju efektivitāti
Kā radās trešais termodinamikas likums?
No 1906. līdz 1912. gadam fizikālis ķīmiķis Valters Nernsts izstrādāja trešo termodinamikas likumu, viņš bija arī atbildīgs par pētījumiem elektroķīmija Tas ir fotoķīmija, nodrošinot ievērojamu progresu izpētē fizikāli ķīmiskais.
Pamatojoties uz viņa entropijas pētījumiem, Valters Nernsts ierosināja, ka tas notiek tikai perfektos kristālostomēr vēlāk viņš pārliecinās, ka patiesībā absolūtās nulles temperatūra pat nepastāv, bet arī to, ka, ja sistēma ir tuvu šai temperatūrai, minimālā entropijas vērtība varētu būt iegūts.
Kopš tā laika zinātnieki ir mēģinājuši iegūt šo temperatūru, sasniedzot līmeni, kas arvien tuvāks nullei. Pamatojoties uz to, viņi saprata, ka to var sasniegt tikai iekšā gāzes.
Attīstoties statistikas mehānikai, Trešais termodinamikas likums kļuva par likumu, kas atvasināts no pamatlikumiem, atšķirībā no citiem likumiem, kas joprojām ir fundamentāli, jo tiem ir eksperimentāls pamats, kas tos atbalsta.
termodinamikas likumi
Termodinamikas likumi nosaka attiecības starp spiedienu, tilpumu un temperatūru ar siltumu, enerģiju un citiem fizikālie lielumi. Tie sastāv no četriem likumiem: nulles likuma, pirmā likuma, otrā likuma un trešā likuma.
Nulles termodinamikas likums: norāda, ka ķermeņi dažādās temperatūrās apmainīsies ar siltumu, līdz sasniegs termiskais līdzsvars.
pirmais termodinamikas likums: norāda, ka termodinamiskās sistēmas iekšējās enerģijas izmaiņas nosaka starpība starp sistēmas veikto darbu un tās absorbētā siltuma izmaiņām.
otrais termodinamikas likums: norāda, ka nav iespējams izveidot iekārtu, kas spēj pārvērst visu siltumu darbā. Turklāt viņa izsaka entropiju kā sistēmas nekārtības pakāpi.
Trešais termodinamikas likums: norāda, ka nav iespējams sasniegt absolūto nulli.
Piezīme
|1| citāts no grāmatas Fizikas pamatkurss: šķidrumi, svārstības un viļņi, siltums (sēj. 2).
Autore Pamella Raphaella Melo
Fizikas skolotājs
Avots: Brazīlijas skola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/terceira-lei-da-termodinamica.htm
