Trzecia zasada termodynamiki

III zasada termodynamiki w ujęciu Plancka:

Entropia układu \(S\) w stanie równowagi zupełnej dąży do zera, przy zbliżaniu się do temperatury zera bezwzględnego.

Można powyższą zasadę ująć we wzór:

\(\lim_{T\to 0} S =0\)

Co to znaczy, że układ znajduje się w stanie równowagi zupełnej? Stan równowagi zupełnej to taki stan układu, w którym układ przyjmuje stan o najniższej energii.

Wnioski płynące z trzeciej zasady termodynamiki są następujące:

Nie można osiągnąć przy schładzaniu ciał temperatury zera absolutnego. Zawsze pozostanie jakaś entropia szczątkowa w postaci defektu kryształu, wiązania. Postulat, że nie można za pomocą skończonej liczby kroków uzyskać temperatury zera absolutnego nazywamy zasadą Nernsta, sformułowaną w 1906 roku.
W temperaturze zera absolutnego zamierają wszystkie procesy, a ciepło właściwe i rozszerzalność termiczna wszystkich ciał dąży do zera absolutnego, gdy temperatura zbliża się do zera absolutnego.

Pytania

Jakie najniższe temperatury można osiągnąć w laboratorium?

Ostatnie doniesienia znane autorowi artykułu mówią o temperaturze rzędu 0,000 001 K.

Jaką entropię ma układ w temperaturze 0 K?

Entropia, jak wykazał Planck w takim układzie jest równa zeru. Stan taki jest jednak czysto hipotetyczny.

Druga zasada termodynamiki

Zerowa zasada termodynamiki

Pierwsza zasada termodynamiki

Entropia