A Tretí zákon termodynamiky rieši vzťah medzi entropia a absolútnym referenčným bodom na jej určenie, pričom on je absolútna nula. Uvádza tiež, že ak by tepelný motor dokázal dosiahnuť absolútnu nulovú teplotu, všetko jeho teplo by sa premenilo na prácu, čo by z neho urobilo dokonalý stroj. Tento zákon je vypočítaný na základe hranice entropie, kde teplota má tendenciu k nule.
Prečítajte si tiež: Aké sú najpoužívanejšie termometrické stupnice vo fyzike?
Zhrnutie tretieho zákona termodynamiky
Tretí zákon termodynamiky sformuloval fyzikálny chemik Walther Nernst a vychádzal z iných zákonov termodynamiky podľa štatistickej mechaniky.
Tretí zákon termodynamiky hovorí, že nie je možné dosiahnuť absolútnu nulu.
Vedcom sa podarilo dosiahnuť teploty blízke absolútnej nule, no zatiaľ ju nedosiahli.
Entropia je organizácia molekúl v systéme.
Zákony termodynamiky sú nultý zákon, prvý zákon, druhý zákon a tretí zákon.
Nultý zákon termodynamiky študuje tepelnú rovnováhu medzi rôznymi telesami.
Prvý zákon termodynamiky študuje zachovanie energie v termodynamických systémoch.
Druhý zákon termodynamiky študuje tepelné motory a entropiu.
Tretí zákon termodynamiky študuje absolútnu nulu.
Čo hovorí tretí zákon termodynamiky?
Tretí zákon termodynamiky, známy ako Nernstova veta alebo Nernstov postulát, je zákon vyvinutý fyzikálnym chemikom Waltherom Nernstom (1864 -1941) v rokoch 1906 až 1912, ktorý tvorí súbor zákony o termodynamika.
V roku 1912 Nernst vyhlásil tretí termodynamický zákon ako:
Žiadnym konečným radom procesov nie je možné dosiahnuť absolútnu nulovú teplotu.|1|
Podľa tohto zákona, keď sa systém priblížime k teplote absolútnej nuly v Kelvinoch, entropia (stupeň neusporiadanosti systému) bude mať najnižšiu hodnotu. hodnotu, čo spôsobí ukončenie činnosti všetkých zahrnutých procesov, čo umožní identifikovať referenčný bod, v ktorom je možné určiť entropia. V prípade Tepelné stroje, po dosiahnutí absolútnej nuly by boli schopní previesť všetky svoje Termálna energia (teplo) v práca, bez strát.
Pre lepšie pochopenie je pojem entropia zavedený v druhom termodynamickom zákone ako stupeň pohybu a vibrácie molekúl systému; čím väčšia je možnosť pohybu, tým väčšia je entropia.
Vzorec tretieho zákona termodynamiky
\(\stackrel{lim\ ∆S=0}{\tiny{T→0}}\)
\(\stackrel{lim\ }{\tiny{T→0}}\) je hranica, pri ktorej sa teplota blíži k nule.
\(∆S\) je zmena entropie systému, meraná v \([J/K]\).
T je teplota meraná v Kelvinoch \([K]\).
entropický vzorec
\(∆S=\frac{∆Q}T\)
\(∆S\) je zmena entropie systému, meraná v \([J/K]\).
\(∆Q\) je zmena tepla meraná v jouloch \([J] \).
T je teplota meraná v Kelvinoch \([K] \).
Aplikácie tretieho zákona termodynamiky
Absolútna nula nebola nikdy dosiahnutá v laboratóriách, takže tretí zákon termodynamiky a teoretické právo, preto neexistujú jeho aplikácie. Ak by sa však táto teplota dosiahla, tepelné motory by mali 100% účinnosť a to všetko teplo by sa premenili na prácu.
Prečítajte si tiež: Ako vypočítať účinnosť tepelných motorov
Ako vznikol tretí termodynamický zákon?
V rokoch 1906 až 1912 vyvinul fyzikálny chemik Walther Nernst tretí termodynamický zákon, bol tiež zodpovedný za výskum v oblasti elektrochémia to je fotochémia, čo predstavuje významný pokrok v štúdiu fyzikálno-chemické.
Na základe jeho štúdií entropie, Walther Nernst navrhol, že sa vyskytuje iba v dokonalých kryštálochneskôr si však overí, že v skutočnosti teplota absolútnej nuly ani neexistuje, ale aj to, že ak je systém blízko tejto teplote, minimálna hodnota entropie by mohla byť získané.
Odvtedy sa vedci pokúšajú získať túto teplotu a dosahujú úrovne bližšie a bližšie k nule. Na základe toho si uvedomili, že to môže byť dosiahnuteľné len v plynov.
S rozvojom štatistickej mechaniky sa Tretí zákon termodynamiky sa stal zákonom odvodeným zo základných zákonov, na rozdiel od iných zákonov, ktoré sú naďalej zásadné, pretože majú experimentálny základ, ktorý ich podporuje.
zákony termodynamiky
Zákony termodynamiky sa zaoberajú vzťahmi medzi tlakom, objemom a teplotou s teplom, energiou a inými fyzikálnych veličín. Skladajú sa zo štyroch zákonov: nulového zákona, prvého zákona, druhého zákona a tretieho zákona.
Nultý zákon termodynamiky: uvádza, že telesá pri rôznych teplotách si budú vymieňať teplo, kým nedosiahnu tepelná bilancia.
prvý zákon termodynamiky: uvádza, že zmena vnútornej energie termodynamického systému je daná rozdielom medzi prácou vykonanou systémom a zmenou tepla, ktoré absorboval.
druhý termodynamický zákon: uvádza, že nie je možné vytvoriť stroj schopný premeniť všetko svoje teplo na prácu. Okrem toho vyjadruje entropiu ako stupeň neusporiadanosti v systéme.
Tretí zákon termodynamiky: uvádza, že nie je možné dosiahnuť absolútnu nulu.
Poznámka
|1| citát z knihy Základný kurz fyziky: tekutiny, kmity a vlny, teplo (zv. 2).
Autor: Pamella Raphaella Melo
Učiteľ fyziky
Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/terceira-lei-da-termodinamica.htm