Главная > Разное > Курс термодинамики (Микрюков В.Е.)
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

8. О третьем законе термодинамики

Нернст, рассматривая круговые процессы, приходит к выводу, что его теорема есть следствие более общего принципа — принципа недостижимости абсолютного нуля. «Не существует такого протекающего в конечных измерениях кругового процесса, — говорит Нернст, — при котором тело охладилось бы до абсолютного нуля». Этот принцип называется третьим законом термодинамики.

Бенневиц показал, что закон Нернста о недостижимости абсолютного нуля не может быть выведен из двух законов термодинамики. Он также показал, что из принципа недостижимости абсолютного нуля не следует тепловая теорема Нернста:

Чтобы из третьего закона термодинамики получить тепловую теорему Нернста, необходимо принять опытное положение о падении до нуля теплоемкостей твердых тел при абсолютном нуле.

Поэтому, исходя из тепловой теоремы Нернста, можно показать, что процессы, протекающие в системе при абсолютном нуле, не изменяют ее энтропии.

Уже известно, что максимальная работа при [уравнение (40,3)] равна:

Взяв производную от по температуре и учитывая уравнение (20,6), получим:

Согласно тепловой теореме Нернста, т. е.

Планк расширил рамки этих выводов, предполагая, что энтропия всякого однородного кристаллического вещества при абсолютном нуле равна нулю, т. е.

Тепловой закон Нернста с дополнительной формулировкой Планка позволяет вычислить абсолютное значение энтропии, если известна теплоемкость как функция температуры.

Из уравнения (23,8) после интегрирования имеем:

Заметим, что третий закон термодинамики не обладает той общностью, которой обладают первый и второй законы термодинамики. Он применим только к кристаллическим чистым химическим элементам, у которых энтропия при абсолютном нуле равна нулю. Для смеси кристаллов энтропия при не равна нулю, поэтому к ним закон неприменим.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление