ก กฎข้อที่สามของอุณหพลศาสตร์ กล่าวถึงความสัมพันธ์ระหว่าง เอนโทรปี และจุดอ้างอิงที่แน่นอนในการพิจารณาว่าเขาเป็น ศูนย์สัมบูรณ์. เธอยังกล่าวด้วยว่าหากเครื่องยนต์ความร้อนสามารถเข้าถึงอุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์ได้ ความร้อนทั้งหมดของมันจะถูกเปลี่ยนเป็นงาน ทำให้มันเป็นเครื่องจักรที่สมบูรณ์แบบ กฎนี้คำนวณจากขีดจำกัดของเอนโทรปีที่อุณหภูมิมีแนวโน้มเป็นศูนย์
อ่านด้วย: เครื่องชั่งเทอร์โมเมตริกที่ใช้มากที่สุดในวิชาฟิสิกส์คืออะไร?
สรุปกฎข้อที่สามของอุณหพลศาสตร์
กฎข้อที่สามของอุณหพลศาสตร์ถูกกำหนดขึ้นโดยนักเคมีฟิสิกส์ Walther Nernst ซึ่งได้มาจากกฎข้ออื่นของอุณหพลศาสตร์ตามกลศาสตร์ทางสถิติ
กฎข้อที่สามของอุณหพลศาสตร์กล่าวว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะไปถึงศูนย์สัมบูรณ์
นักวิทยาศาสตร์สามารถบรรลุอุณหภูมิที่ใกล้เคียงกับศูนย์สัมบูรณ์ แต่ยังไม่ถึง
เอนโทรปีคือการจัดระเบียบของโมเลกุลในระบบ
กฎของอุณหพลศาสตร์ ได้แก่ กฎศูนย์ กฎข้อที่หนึ่ง กฎข้อที่สอง และกฎข้อที่สาม
กฎข้อที่ 0 ของอุณหพลศาสตร์ศึกษาสมดุลทางความร้อนระหว่างวัตถุต่างๆ
กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ศึกษาการอนุรักษ์พลังงานในระบบอุณหพลศาสตร์
กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ศึกษาเครื่องยนต์ความร้อนและเอนโทรปี
กฎข้อที่สามของอุณหพลศาสตร์ศึกษาศูนย์สัมบูรณ์
กฎข้อที่สามของอุณหพลศาสตร์พูดว่าอย่างไร?
กฎข้อที่สามของเทอร์โมไดนามิกส์ หรือที่เรียกว่า ทฤษฎีบทของเนิร์นส์ หรือ สมมุติฐานของเนิร์นสท์ เป็นกฎ พัฒนาโดยนักเคมีกายภาพ Walther Nernst (พ.ศ. 2407 - 2484) ระหว่างปี พ.ศ. 2449 ถึง พ.ศ. 2455 ซึ่งเป็นชุดของ กฎหมายของ อุณหพลศาสตร์.
ในปี 1912 Nernst ได้ประกาศกฎข้อที่สามของอุณหพลศาสตร์เป็น:
เป็นไปไม่ได้ ด้วยชุดของกระบวนการที่จำกัด เพื่อให้ได้อุณหภูมิเป็นศูนย์สัมบูรณ์|1|
ตามกฎข้อนี้ เมื่อเราเข้าใกล้ระบบจนถึงอุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์ในหน่วยเคลวิน เอนโทรปี (ระดับความผิดปกติของระบบ) จะมีค่าต่ำสุด มูลค่า ทำให้กระบวนการทั้งหมดที่เกี่ยวข้องหยุดกิจกรรม ทำให้สามารถระบุจุดอ้างอิงที่สามารถกำหนดได้ เอนโทรปี ในกรณีของ เครื่องเทอร์มอลเมื่อถึงศูนย์สัมบูรณ์ พวกเขาจะสามารถแปลงทั้งหมดของพวกเขาได้ พลังงานความร้อน (ความร้อน) ใน งานโดยไม่มีการสูญเสีย
เพื่อความเข้าใจที่ดีขึ้น แนวคิดของเอนโทรปีได้รับการแนะนำในกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ ซึ่งเป็นระดับของการเคลื่อนไหวและการสั่นสะเทือนของโมเลกุลของระบบ ยิ่งมีความเป็นไปได้ในการเคลื่อนไหวมากเท่าไหร่ ค่าเอนโทรปีก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
สูตรของกฎข้อที่สามของอุณหพลศาสตร์
\(\stackrel{lim\ ∆S=0}{\tiny{T→0}}\)
\(\stackrel{lim\ }{\tiny{T→0}}\) คือขีดจำกัดที่อุณหภูมิมีแนวโน้มเป็นศูนย์
\(∆S\) คือการเปลี่ยนแปลงเอนโทรปีของระบบ วัดเป็น \([J/K]\).
ต คืออุณหภูมิวัดเป็นเคลวิน \([K]\).
สูตรเอนโทรปี
\(∆S=\frac{∆Q}T\)
\(∆S\) คือการเปลี่ยนแปลงเอนโทรปีของระบบ วัดเป็น \([J/K]\).
\(∆Q\) คือการเปลี่ยนแปลงของความร้อน หน่วยวัดเป็นจูล \([ญ] \).
ต คืออุณหภูมิวัดเป็นเคลวิน \([K] \).
การประยุกต์ใช้กฎข้อที่สามของอุณหพลศาสตร์
ห้องปฏิบัติการไม่เคยไปถึงศูนย์สัมบูรณ์ ทำให้กฎข้อที่สามของอุณหพลศาสตร์เป็น กฎหมายเชิงทฤษฎีจึงไม่มีการนำไปใช้. อย่างไรก็ตาม หากถึงอุณหภูมินี้ เครื่องยนต์ความร้อนจะมีประสิทธิภาพ 100% และทั้งหมดของพวกเขา ความร้อน จะถูกดัดแปลงเป็นผลงาน
อ่านด้วย: วิธีคำนวณประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อน
กฎข้อที่สามของอุณหพลศาสตร์เกิดขึ้นได้อย่างไร?
ระหว่างปี พ.ศ. 2449 ถึง พ.ศ. 2455 วอลเธอร์ เนิร์นสท์ นักเคมีกายภาพได้พัฒนากฎข้อที่สามของอุณหพลศาสตร์ เขายังรับผิดชอบการวิจัยในด้าน เคมีไฟฟ้า มันคือ โฟโตเคมี, ให้ความก้าวหน้าที่สำคัญในการศึกษาของ ฟิสิกส์เคมี.
จากการศึกษาเอนโทรปีของเขาพบว่า Walther Nernst เสนอว่ามันเกิดขึ้นในผลึกที่สมบูรณ์แบบเท่านั้นอย่างไรก็ตาม ในเวลาต่อมา เขาจะตรวจสอบได้ว่า แท้จริงแล้ว อุณหภูมิที่เป็นศูนย์สัมบูรณ์นั้นไม่มีอยู่จริงด้วยซ้ำ แต่ยังรวมถึงว่าหากระบบมีอุณหภูมิใกล้เคียงกับค่านี้ ค่าเอนโทรปีขั้นต่ำอาจเป็นได้ ได้รับ
นับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามที่จะได้รับอุณหภูมินี้ โดยเข้าใกล้ระดับที่เข้าใกล้ศูนย์ขึ้นเรื่อยๆ ด้วยเหตุนี้พวกเขาจึงตระหนักว่าสิ่งนี้สามารถบรรลุได้เฉพาะใน ก๊าซ.
ด้วยการพัฒนากลศาสตร์ทางสถิติทำให้ กฎข้อที่สามของอุณหพลศาสตร์กลายเป็นกฎที่มาจากกฎพื้นฐานซึ่งแตกต่างจากกฎหมายอื่น ๆ ที่ยังคงเป็นพื้นฐาน เนื่องจากมีพื้นฐานการทดลองที่สนับสนุน
กฎของอุณหพลศาสตร์
กฎของอุณหพลศาสตร์เกี่ยวข้องกับความสัมพันธ์ระหว่างความดัน ปริมาตร และอุณหภูมิกับความร้อน พลังงาน และอื่นๆ ปริมาณทางกายภาพ. ประกอบด้วยกฎสี่ข้อ ได้แก่ กฎศูนย์ กฎข้อที่หนึ่ง กฎข้อที่สอง และกฎข้อที่สาม
กฎข้อที่ศูนย์ของอุณหพลศาสตร์: ระบุว่าร่างกายที่อุณหภูมิต่างกันจะแลกเปลี่ยนความร้อนจนกว่าจะถึง สมดุลความร้อน.
กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์: ระบุว่าการเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายในของระบบอุณหพลศาสตร์ได้รับจากความแตกต่างระหว่างงานที่ระบบทำกับการเปลี่ยนแปลงของความร้อนที่ดูดซับไว้
กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์: ระบุว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างเครื่องจักรที่สามารถแปลงความร้อนทั้งหมดให้เป็นงานได้ นอกจากนี้ เธอประกาศเอนโทรปีเป็นระดับของความผิดปกติในระบบ
กฎข้อที่สามของอุณหพลศาสตร์: ระบุว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะไปถึงศูนย์สัมบูรณ์
บันทึก
|1| อ้างจากหนังสือ รายวิชาฟิสิกส์พื้นฐาน ของไหล การแกว่งและคลื่น ความร้อน (ฉบับที่ 2).
โดย Pamella Raphaella Melo
ครูฟิสิกส์
แหล่งที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/terceira-lei-da-termodinamica.htm
