EN termodynamikkens tredje lov tar for seg forholdet mellom entropi og et absolutt referansepunkt for å bestemme det, han er absolutt null. Hun sier også at hvis en varmemotor var i stand til å nå absolutt nulltemperatur, ville all varmen bli omdannet til arbeid, noe som gjør den til en perfekt maskin. Denne loven beregnes ut fra grensen for entropi, hvor temperaturen har en tendens til null.
Les også: Hva er de mest brukte termometriske skalaene i fysikk?
Emner i denne artikkelen
- 1 - Sammendrag av termodynamikkens tredje lov
- 2 - Hva sier termodynamikkens tredje lov?
-
3 - Formel for termodynamikkens tredje lov
- entropiformel
- 4 - Anvendelser av termodynamikkens tredje lov
- 5 - Hvordan oppsto termodynamikkens tredje lov?
- 6 - Termodynamikkens lover
Sammendrag om termodynamikkens tredje lov
Termodynamikkens tredje lov ble formulert av fysikalsk kjemiker Walther Nernst, og er avledet fra termodynamikkens andre lover, i henhold til statistisk mekanikk.
Termodynamikkens tredje lov sier at det er umulig å nå absolutt null.
Forskere har klart å nå temperaturer nær absolutt null, men har ennå ikke nådd det.
Entropi er organiseringen av molekyler i et system.
Termodynamikkens lover er nullloven, første lov, andre lov og tredje lov.
Termodynamikkens nullte lov studerer den termiske likevekten mellom forskjellige legemer.
Termodynamikkens første lov studerer bevaring av energi i termodynamiske systemer.
Termodynamikkens andre lov studerer varmemotorer og entropi.
Termodynamikkens tredje lov studerer absolutt null.
Hva sier termodynamikkens tredje lov?
Termodynamikkens tredje lov, kjent som Nernsts teorem eller Nernsts postulat, er en lov utviklet av den fysiske kjemikeren Walther Nernst (1864 -1941), mellom 1906 og 1912, som utgjør settet av lover av termodynamikk.
I 1912 uttalte Nernst termodynamikkens tredje lov som:
Det er ikke mulig å oppnå absolutt null temperatur ved hjelp av en begrenset rekke prosesser.|1|
I følge denne loven, når vi nærmer oss et system til temperaturen på absolutt null i Kelvin, vil entropien (graden av uorden i et system) ha den laveste verdi, noe som får alle involverte prosesser til å stoppe sine aktiviteter, noe som gjør det mulig å identifisere referansepunktet der det er mulig å bestemme entropi. I tilfelle av Termiske maskiner, når de når absolutt null, vil de kunne konvertere alle sine Termisk energi (varme) inn arbeid, uten tap.
For en bedre forståelse er begrepet entropi introdusert, i termodynamikkens andre lov, som graden av bevegelse og vibrasjon av molekylene i et system; jo større mulighet for bevegelse, jo større er entropien.
Ikke stopp nå... Det er mer etter publisiteten ;)
Formel for termodynamikkens tredje lov
\(\stackrel{lim\ ∆S=0}{\liten{T→0}}\)
\(\stackrel{lim\ }{\tiny{T→0}}\) er grensen der temperaturen har en tendens til null.
\(∆S\) er entropiendringen i systemet, målt i \([J/K]\).
T er temperaturen, målt i Kelvin \([K]\).
entropiformel
\(∆S=\frac{∆Q}T\)
\(∆S\) er entropiendringen i systemet, målt i \([J/K]\).
\(∆Q\) er endringen i varme, målt i Joule \([J] \).
T er temperaturen, målt i Kelvin \([K] \).
Anvendelser av termodynamikkens tredje lov
Absolutt null har aldri blitt nådd i laboratorier, noe som gjør termodynamikkens tredje lov til en teoretisk lov, derfor er det ingen anvendelser av den. Men hvis denne temperaturen ble nådd, ville varmemotorene ha 100 % effektivitet, og alle deres varme ville bli omgjort til arbeid.
Les også: Hvordan beregne effektiviteten til varmemotorer
Hvordan oppsto termodynamikkens tredje lov?
Mellom 1906 og 1912 utviklet den fysiske kjemikeren Walther Nernst termodynamikkens tredje lov, han var også ansvarlig for forskning innen feltene elektrokjemi Det er fotokjemi, som gir et stort fremskritt i studiet av fysisk-kjemisk.
Basert på hans entropistudier, Walther Nernst foreslo at det bare forekommer i perfekte krystaller, men senere ville han bekrefte at temperaturen på absolutt null faktisk ikke eksisterer, men også at hvis systemet er nær denne temperaturen, kan en minimum entropiverdi være oppnådd.
Siden den gang har forskere forsøkt å oppnå denne temperaturen, og nådd nivåer nærmere og nærmere null. Basert på det innså de at det bare kan oppnås i gasser.
Med utviklingen av statistisk mekanikk, termodynamikkens tredje lov ble en lov avledet fra de grunnleggende lovene, i motsetning til de andre lovene som fortsetter å være grunnleggende, fordi de har et eksperimentelt grunnlag som støtter dem.
termodynamikkens lover
Termodynamikkens lover omhandler forholdet mellom trykk, volum og temperatur med varme, energi og annet fysiske mengder. De er sammensatt av fire lover: null lov, første lov, andre lov og tredje lov.
Termodynamikkens nullte lov: sier at legemer ved forskjellige temperaturer vil utveksle varme til de når termisk balanse.
termodynamikkens første lov: sier at endringen i indre energi til et termodynamisk system er gitt av forskjellen mellom arbeidet som gjøres av systemet og endringen i varme det absorberte.
termodynamikkens andre lov: sier at det er umulig å lage en maskin som er i stand til å omdanne all sin varme til arbeid. Videre uttaler hun entropi som graden av uorden i et system.
termodynamikkens tredje lov: sier at det er umulig å nå absolutt null.
Merk
|1| sitat fra boken Grunnleggende fysikkkurs: væsker, svingninger og bølger, varme (vol. 2).
Av Pamella Raphaella Melo
Fysikklærer
Vil du referere til denne teksten i et skole- eller akademisk arbeid? Se:
MELO, Pamela Raphaella. "Tredje lov om termodynamikk"; Brasil skole. Tilgjengelig i: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/terceira-lei-da-termodinamica.htm. Åpnet 4. august 2023.
Klikk for å forstå alt om Carnot-syklusen. Sjekk her trinnene, Carnots teori, løste øvelser og mye mer.
Entropien til et system er ikke noe annet enn et mål på graden av desorganisering. Det er mulig å formulere den andre loven ut fra begrepet entropi.
Studie av oppførselen til gasser og den generelle loven om perfekte gasser.
Oppdag den fascinerende historien til varmemotorer og deres viktigste bruksområder.
Klikk for å forstå alt om nullloven om termodynamikk. Sjekk her hva Law Zero sier, dens applikasjoner, løste øvelser og mye mer.
Vet du hva termiske maskiner, termodynamiske sykluser og effektivitet er? Lær mer om disse viktige termodynamikkkonseptene.
Få tilgang til teksten og lær definisjonen av termodynamikkens første lov, se hvilke formler som brukes av denne loven og sjekk ut løste øvelser om emnet.
Isotermisk, isovolumetrisk og adiabatisk transformasjon. Møte dem!
Vet du hva termodynamikk er? Få tilgang til teksten for å finne ut hvilke som er de viktigste konseptene om emnet, lær om termodynamikkens lover.
Vet du hva absolutt null er? Sjekk ut hva som ville skje hvis vi nådde den, lær hvordan vi kom nær den temperaturen og hvorfor det ikke er mulig å nå den.
