热力学第三定律

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热力学第三定律是热力学的四条基本定律之一,其描述的是热力学系统的熵在温度趋近于绝对零度时将趋于定值。而对于完整晶体而言,这个定值为零。由于这个定律是由瓦尔特·能斯特归纳得出后发表,因此又常被称为能斯特定理或能斯特假定。1923年,吉尔伯特·路易斯和梅尔·兰德尔对此一定律重新提出了另一种表述。

随着统计力学的发展,这个定律正如其他热力学定律一样得到了各种解释,而不再只是由实验结果所归纳而出的经验定律。

这个定律有适用条件的限制,虽然其应用范围不如热力学第一定律热力学第二定律广泛,但仍对很多学科有重要意义——特别是在物理化学领域。

热力学第三定律的引出和表述
这个定律是由瓦尔特·能斯特所归纳得出,并提出其表述,因此又常被称为“能斯特定理”或“能斯特假定”。

热力学第三定律(the third law of thermodynamics)是对熵的论述,一般当封闭系统达到稳定平衡时,熵应该为最大值,在任何自发过程中,熵总是增加,在绝热可逆过程中,熵增等于零。 在绝对零度,任何完美晶体的熵为零;称为热力学第三定律。

热力学第三定律的数学表述

观察一个内部处于热力学平衡的封闭系统。由于系统处于平衡,其内部进行的过程均可逆,因此全系统的熵的增加为零。

绝对零度是不可达到

当温度趋近绝对零度时,只有熵不是常值时,才能通过有限的过程达到,否则是不可能的,由热力学第三定律我们可以得出,无论通过多么理想化的过程,都不可能透过有限次数的操作将任意一个热力学系统的温度降到绝对零度。

历史
2017年3月14日,伦敦大学学院物理学者强纳森·欧本海姆(Jonathan Oppenheim)与路易斯·马撒纳斯(Lluis Masanes)发表论文首次数学证实绝对零度不可能达到原理(即热力学第三定律),并且设定了冷却热力系统的速度限制。

热力学第零定律

热力学第一定律

热力学第二定律


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