A tretji zakon termodinamike obravnava odnos med entropija in absolutno referenčno točko za določitev, saj je on absolutna ničla. Navaja tudi, da če bi toplotni motor lahko dosegel temperaturo absolutne ničle, bi se vsa njegova toplota pretvorila v delo, zaradi česar bi bil popoln stroj. Ta zakon je izračunan na podlagi meje entropije, kjer se temperatura nagiba k ničli.
Preberite tudi: Katere so najpogosteje uporabljene termometrične lestvice v fiziki?
Povzetek o tretjem zakonu termodinamike
Tretji zakon termodinamike je oblikoval fizikalni kemik Walther Nernst, ki izhaja iz drugih zakonov termodinamike v skladu s statistično mehaniko.
Tretji zakon termodinamike pravi, da je nemogoče doseči absolutno ničlo.
Znanstvenikom je uspelo doseči temperature blizu absolutne ničle, vendar je še niso dosegli.
Entropija je organizacija molekul v sistemu.
Zakoni termodinamike so ničelni zakon, prvi zakon, drugi zakon in tretji zakon.
Ničelni zakon termodinamike preučuje toplotno ravnovesje med različnimi telesi.
Prvi zakon termodinamike preučuje ohranjanje energije v termodinamičnih sistemih.
Drugi zakon termodinamike preučuje toplotne stroje in entropijo.
Tretji zakon termodinamike preučuje absolutno ničlo.
Kaj pravi tretji zakon termodinamike?
Tretji zakon termodinamike, znan kot Nernstov izrek ali Nernstov postulat, je zakon razvil fizikalni kemik Walther Nernst (1864 -1941) med letoma 1906 in 1912, ki sestavlja niz zakoni o termodinamika.
Leta 1912 je Nernst razglasil tretji zakon termodinamike kot:
Z nobenim končnim nizom procesov ni mogoče doseči temperature absolutne ničle.|1|
V skladu s tem zakonom, ko se sistem približamo temperaturi absolutne ničle v Kelvinih, bo entropija (stopnja neurejenosti sistema) najnižja vrednosti, zaradi česar vsi vključeni procesi prenehajo delovati, kar omogoča identifikacijo referenčne točke, v kateri je mogoče določiti entropija. V primeru Toplotni stroji, ko bi dosegli absolutno ničlo, bi lahko pretvorili vse svoje Termalna energija (toplota) v delo, brez izgub.
Za boljše razumevanje je v drugem zakonu termodinamike predstavljen koncept entropije kot stopnje gibanja in nihanja molekul sistema; večja kot je možnost gibanja, večja je entropija.
Formula tretjega zakona termodinamike
\(\stackrel{lim\ ∆S=0}{\tiny{T→0}}\)
\(\stackrel{lim\ }{\tiny{T→0}}\) je meja, kjer se temperatura nagiba k ničli.
\(∆S\) je sprememba entropije sistema, merjena v \([J/K]\).
T je temperatura, merjena v Kelvinih \([K]\).
entropijska formula
\(∆S=\frac{∆Q}T\)
\(∆S\) je sprememba entropije sistema, merjena v \([J/K]\).
\(∆Q\) je sprememba toplote, merjena v joulih \([J] \).
T je temperatura, merjena v Kelvinih \([K] \).
Uporaba tretjega zakona termodinamike
Absolutna ničla ni bila nikoli dosežena v laboratorijih, zaradi česar je tretji zakon termodinamike a teoretičnega prava, zato zanj ni uporabe. Če pa bi dosegli to temperaturo, bi imeli toplotni motorji 100-odstotni izkoristek in vsi njihovi toplota bi se spremenilo v delo.
Preberite tudi: Kako izračunati učinkovitost toplotnih strojev
Kako je nastal tretji zakon termodinamike?
Med letoma 1906 in 1912 je fizikalni kemik Walther Nernst razvil tretji zakon termodinamike, odgovoren je bil tudi za raziskave na področjih elektrokemija je fotokemija, ki zagotavlja velik napredek pri preučevanju fizikalno-kemijski.
Na podlagi svojih študij entropije, Walther Nernst je predlagal, da se pojavlja samo v popolnih kristalih, kasneje pa bi preveril, da v resnici temperatura absolutne ničle sploh ne obstaja, ampak tudi, da bi lahko bila najmanjša vrednost entropije, če je sistem blizu te temperature pridobljeno.
Od takrat znanstveniki poskušajo doseči to temperaturo in dosegati ravni, ki so vedno bližje ničli. Na podlagi tega ugotovili, da je to mogoče doseči le v plini.
Z razvojem statistične mehanike je tretji zakon termodinamike je postal zakon, ki izhaja iz osnovnih zakonov, za razliko od drugih zakonov, ki so še naprej temeljni, ker imajo eksperimentalno osnovo, ki jih podpira.
zakoni termodinamike
Zakoni termodinamike obravnavajo razmerja med tlakom, prostornino in temperaturo ter toploto, energijo in drugimi fizikalne količine. Sestavljeni so iz štirih zakonov: ničelnega zakona, prvega zakona, drugega zakona in tretjega zakona.
Ničelni zakon termodinamike: navaja, da bodo telesa pri različnih temperaturah izmenjevala toploto, dokler ne dosežejo toplotno ravnotežje.
prvi zakon termodinamike: navaja, da je sprememba notranje energije termodinamičnega sistema podana z razliko med delom, ki ga sistem opravi, in spremembo toplote, ki jo absorbira.
drugi zakon termodinamike: navaja, da je nemogoče ustvariti stroj, ki bi lahko vso svojo toploto pretvoril v delo. Poleg tega razglaša entropijo kot stopnjo nereda v sistemu.
tretji zakon termodinamike: navaja, da je nemogoče doseči absolutno ničlo.
Opomba
|1| citat iz knjige Osnovni predmet fizike: tekočine, nihanje in valovanje, toplota (zv. 2).
Avtor: Pamella Raphaella Melo
Učiteljica fizike
Vir: Brazilska šola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/terceira-lei-da-termodinamica.htm