Трэці пачатак тэрмадынамікі

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсці да: рух, знайсці
Пачаткі
тэрмадынамікі:
Нулявы
Першы
Другі
Трэці

Трэці пачатак тэрмадынамікі, трэці закон тэрмадынкмікі, тэарэма Нэрнста - сцвярджае, што энтрапія сістэмы пры набліжэнні да абсалютнага нуля тэмпературы імкнецца да нуля.

\lim_{T\to 0}S=0

Гісторыя[правіць | правіць зыходнік]

Першы і другі пачаткі тэрмадынамікі не дазваляюць вызначыць значэнне энтрапіі пры звышнізкіх значэннях тэмпературы. На падставе абагульнення эксперэментальных даследванняў уласцівасцяў розных рэчываў быў устаноўлены закон, які ліквідаваў гэты недахоп. Сфармуляваў яго ў 1906 годзе В. Нэрнст (1864-1941), гэты закон мае назву трэцяга пачатка тэрмадынамікі, ці тэарэмы Нэрнста. Тэарэму у сучасны выгляд прывёў 1911 годзе М. Планк (1858-1947).

Прымяненне[правіць | правіць зыходнік]

Тэарэма, базуючыся на квантамеханічных уяўленнях можа быць выкарыстаная для вызначэння дакладнай велічыні энтрапіі.

 S = k_B \ln \, \Omega \

Дзе:

  •  k_B - сталая Больцмана,
  •  \Omega \ - колькасць мікрастанаў сістэмы.

У класічнай тэрмадынаміцы тэарэма Нэрнста мае абмежаваны ўжытак, бо, у асноўным, пры разліках разглядаецца толькі адноснае змяненне энтрапіі.

Вынікі[правіць | правіць зыходнік]

Недасягальнасць абсалютнага нуля тэмпературы[правіць | правіць зыходнік]

Да артыкула - трэці пачатак тэрмадынамікі.jpg

Недасягальнасць абсалютнага нуля тэмпературы (-273,15 C 0) можна растлумачыць:

1) У межах класічнай тэрмадынамікі:

Пры абсалютным нулі тэмпературы энтрапія сістэмы будзе роўная нулю:

 S = k_B\ln (1)\ = 0

Між іншым, гэта азначае магчымасць стварэння вечнага рухавіка другога роду з каэфіцыентам карыснага дзеяння ў 100 адсоткаў:

\eta = 1- \frac{T_2}{T_1} = 1

што супярэчыць другому закону тэрмадынамікі.

2) Магчыма сфармуляваць прычыну недасягальнасці абсалютнага нуля тэмпературы некалькі інакш:

Калі сістэма ахалоджваецца метадам паўтарэння цыкла адыябатчнага пашырэння (паменьшаецца тэмпература) і ізатэрмічнага сціскання (паменьшаецца энтрапія), то пры набліжэнні значэння  T да нуля энтрапія прыймае значэнне нуля і больш не зменьваецца.

Гэта значыць, што пры канцавой колькасці паўтарэння цыклаў можна толькі асімптатычна (чым бліжэй да бяконцасці, тым дакладней) набліжацца да стану з  T = 0 .

Часцяком трэці пачатак тэрмадынамікі таксама мае фармулёўку, якая вынікае з гэтах двух пунктаў:

"Абсалютны нуль тэмпературы недасягальны"

Паводзіны іншых фізічных велічынь[правіць | правіць зыходнік]

Пры T\to 0 будуць таксама імкнуцца да нуля такія велічыні, як:

Гл. таксама[правіць | правіць зыходнік]

Літаратура[правіць | правіць зыходнік]

  • Базаров И. П. Термодинамика - Москва: Высшая школа,1991, 376 с.
  • Жилко В. В., Лавриненко А. В., Маркович Л. Г. Физика — Минск: Народная асвета, 2002, 382 с.

У сеціве[правіць | правіць зыходнік]