A termodinamiğin üçüncü yasası arasındaki ilişkiyi ele alır. entropi ve bunu belirlemek için mutlak bir referans noktası, tamamen sıfır. Ayrıca, bir ısı motorunun mutlak sıfır sıcaklığa ulaşması durumunda, tüm ısısının işe dönüştürülerek onu mükemmel bir makine haline getireceğini belirtiyor. Bu yasa, sıcaklığın sıfır olma eğiliminde olduğu entropi sınırına göre hesaplanır.
Şunu da okuyun: Fizikte en çok kullanılan termometrik ölçekler nelerdir?
Termodinamiğin üçüncü yasasının özeti
Termodinamiğin üçüncü yasası, istatistiksel mekaniğe göre termodinamiğin diğer yasalarından türetilen fiziksel kimyager Walther Nernst tarafından formüle edildi.
Termodinamiğin üçüncü yasası, mutlak sıfıra ulaşmanın imkansız olduğunu söyler.
Bilim adamları mutlak sıfıra yakın sıcaklıklara ulaşmayı başardılar, ancak henüz ulaşamadılar.
Entropi, bir sistemdeki moleküllerin organizasyonudur.
Termodinamiğin yasaları sıfırıncı yasa, birinci yasa, ikinci yasa ve üçüncü yasadır.
Termodinamiğin sıfırıncı yasası, farklı cisimler arasındaki termal dengeyi inceler.
Termodinamiğin birinci yasası, termodinamik sistemlerde enerjinin korunumunu inceler.
Termodinamiğin ikinci yasası, ısı motorlarını ve entropiyi inceler.
Termodinamiğin üçüncü yasası mutlak sıfırı inceler.
Termodinamiğin üçüncü yasası ne diyor?
Nernst teoremi veya Nernst postülası olarak bilinen termodinamiğin üçüncü yasası bir yasadır. fiziksel kimyacı Walther Nernst (1864-1941) tarafından 1906 ile 1912 yılları arasında geliştirildi ve yasaları termodinamik.
1912'de Nernst, termodinamiğin üçüncü yasasını şu şekilde ilan etti:
Mutlak sıfır sıcaklığa ulaşmak, sonlu herhangi bir işlem dizisi ile mümkün değildir.|1|
Bu yasaya göre, bir sisteme Kelvin cinsinden mutlak sıfır sıcaklığına yaklaştığımızda, entropi (bir sistemin düzensizlik derecesi) en küçük değerine sahip olacaktır. değer, ilgili tüm süreçlerin faaliyetlerini durdurmasına neden olarak, belirlemenin mümkün olduğu referans noktasını belirlememize olanak tanır. entropi. Bu durumuda Termal makineler, mutlak sıfıra ulaştıklarında, tüm değerlerini dönüştürebilirler. Termal enerji (ısı) içinde iş, kayıpsız.
Daha iyi anlaşılması için, termodinamiğin ikinci yasasında entropi kavramı, bir sistemdeki moleküllerin hareket ve titreşim derecesi olarak tanıtılır; hareket olasılığı ne kadar büyükse, entropi de o kadar büyük olur.
Termodinamiğin üçüncü yasasının formülü
\(\stackrel{lim\ ∆S=0}{\tiny{T→0}}\)
\(\stackrel{lim\ }{\tiny{T→0}}\) sıcaklığın sıfıra eğilimli olduğu sınırdır.
\(∆S\) sistemin entropi değişimidir, ölçülen \([J/K]\).
T Kelvin cinsinden ölçülen sıcaklıktır \([K]\).
entropi formülü
\(∆S=\frac{∆Q}T\)
\(∆S\) sistemin entropi değişimidir, ölçülen \([J/K]\).
\(∆Q\) Joule cinsinden ölçülen ısı değişimidir \([J] \).
T Kelvin cinsinden ölçülen sıcaklıktır \([K] \).
Termodinamiğin üçüncü yasasının uygulamaları
Laboratuvarlarda mutlak sıfıra asla ulaşılamamıştır, bu da termodinamiğin üçüncü yasasını bir teorik yasa, bu nedenle, onun hiçbir uygulaması yoktur.. Ancak bu sıcaklığa ulaşılırsa, ısı motorları %100 verimliliğe sahip olacak ve tüm sıcaklık işe dönüştürülecekti.
sen de oku: Isı motorlarının verimliliği nasıl hesaplanır
Termodinamiğin üçüncü yasası nasıl ortaya çıktı?
1906 ve 1912 yılları arasında fizik kimyager Walther Nernst termodinamiğin üçüncü yasasını geliştirdi. elektrokimya Bu fotokimyaaraştırmalarında önemli bir ilerleme sağlamaktadır. fizikokimyasal.
Entropi çalışmalarına dayanarak, Walther Nernst, bunun yalnızca mükemmel kristallerde meydana geldiğini öne sürdü., ancak daha sonra, aslında mutlak sıfır sıcaklığının bile olmadığını doğrulayacaktı, ama aynı zamanda, eğer sistem bu sıcaklığa yakınsa, minimum bir entropi değeri olabilir. Elde edilen.
O zamandan beri, bilim adamları bu sıcaklığı elde etmeye çalışıyorlar ve sıfıra daha yakın seviyelere ulaşıyorlar. Buna dayanarak, bunun ancak elde edilebileceğini anladılar. gazlar.
İstatistik mekaniğinin gelişmesiyle birlikte, Termodinamiğin üçüncü yasası, temel yasalardan türetilen bir yasa haline geldi., temel olmaya devam eden diğer yasaların aksine, çünkü onları destekleyen deneysel bir temele sahiptirler.
termodinamik yasaları
Termodinamiğin yasaları, basınç, hacim ve sıcaklık ile ısı, enerji ve diğer maddeler arasındaki ilişkileri ele alır. fiziksel özellikler. Dört yasadan oluşurlar: sıfır yasası, birinci yasa, ikinci yasa ve üçüncü yasa.
termodinamiğin sıfırıncı yasası: Farklı sıcaklıklardaki cisimlerin sıcaklığa ulaşana kadar ısı alışverişinde bulunacaklarını belirtir. termal denge.
termodinamiğin birinci yasası: Bir termodinamik sistemin iç enerjisindeki değişimin, sistemin yaptığı iş ile soğurduğu ısıdaki değişim arasındaki fark tarafından verildiğini belirtir.
termodinamiğin ikinci yasası: tüm ısısını işe dönüştürebilen bir makine yaratmanın imkansız olduğunu belirtir. Dahası, entropiyi bir sistemdeki düzensizlik derecesi olarak ilan eder.
termodinamiğin üçüncü yasası: mutlak sıfıra ulaşmanın imkansız olduğunu belirtir.
Not
|1| kitaptan alıntı Temel fizik dersi: akışkanlar, salınımlar ve dalgalar, ısı (cilt. 2).
kaydeden Pamella Raphaella Melo
Fizik öğretmeni
Kaynak: Brezilya Okulu - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/terceira-lei-da-termodinamica.htm