Menu

Termodinàmica.
Transformació de l'energia

Energia tèrmica i combustió.
Efectes de la termodinàmica

Entropia

Tercera llei de la termodinàmica

Tercera llei de la termodinàmica

La tercera llei de la termodinàmica, de vegades anomenada teorema de Nernst o Postulat de Nernst , relaciona l'entropia i la temperatura d'un sistema físic.

La tercera llei de la termodinàmica afirma que no es pot arribar al zero absolut en un nombre finit d'etapes. La tercera llei de la termodinàmica també es pot definir com que en arribar al zero absolut, 0 graus kelvin, qualsevol procés d'un sistema físic s'atura i que en arribar al zero absolut l'entropia assoleix un valor mínim i constant.

Aquest principi estableix que l'entropia d'un sistema a la temperatura del zero absolut és una constant ben definida. Això es deu al fet que, a la temperatura del zero absolut, un sistema es troba en un estat bàsic i els increments d'entropia s'aconsegueixen per degeneració des d'aquest estat bàsic.

El teorema de Nernst estableix que l'entropia d'un cristall perfecte d'un element qualsevol a la temperatura de zero absolut és zero. No obstant això, aquesta observació no té en compte que els vidres reals han es ser formats a temperatures superiors a zero. En conseqüència, hauran defectes que no seran eliminats en ser refredats fins al zero absolut. Com que no és vidres perfectes, la informació necessària per descriure els defectes existents incrementarà l'entropia del vidre.

Teoremes i enunciats de la tercera llei de la termodinàmica

Terorema de Nernst: Una reacció química entre fases pures cristal·lines que passa en el zero absolut no produeix cap canvi d'entropia.

Enunciat de Nernst-Simon: El canvi d'entropia que resulta de qualsevol transformació isoterma reversible d'un sistema tendeix a zero segons la temperatura s'aproxima a zero.

Enunciat de Nernst-Simon

Enunciat de Planck: Per T → 0, l'entropia de qualsevol sistema en equilibri s'aproxima a una constant que és independent de les altres variables termodinàmiques.

Teorema de la inaccessibilitat del zero absolut: No hi ha cap procés capaç de reduir la temperatura d'un sistema al zero absluto en un nombre finit de passos.

4t Postulat de Callen: L'entropia de qualsevol sistema s'anul·la en l'estat per al qual

4t postulat de Callin

Història de la tercera llei de la termodinàmica

La tercera llei va ser desenvolupada pel químic Walther Nernst durant els anys 1906-1912, i per això sovint se la coneix com el teorema de Nernst o el postulat de Nernst. La tercera llei de la termodinàmica estableix que l'entropia d'un sistema en el zero absolut és una constant ben definida. Això es deu al fet que hi ha un sistema a temperatura zero en el seu estat fonamental, pel que la seva entropia està determinada només per la degeneració de l'estat fonamental.

El 1912, Nernst va declarar la llei així: "És impossible que un procediment condueixi a la isoterma T = 0 en un nombre finit de passos".

Una versió alternativa de la tercer principi de les lleis de la termodinàmica segons el que estableix per Gilbert N. Lewis i Merle Randall en 1923: "Si l'entropia de cada element en algun estat cristal·lí (perfecte) es pren com a zero en el zero absolut de temperatura, cada substància té una entropia positiva finita; però en el zero absolut de la temperatura, l'entropia pot tornar zero, i ho és en el cas de les substàncies cristal·lines perfectes. "

Aquesta versió indica que no només Δ S arribarà zero a 0 graus Kelvin, sinó que S també arribarà zero sempre que el vidre tingui un estat fonamental amb una sola configuració. Alguns vidres formen defectes que causen una entropia residual. Aquesta entropia residual desapareix quan se superen les barreres cinètiques per a la transició a un estat fonamental.

 

valoración: 3.4 - votos 8

Referències

Última revisió: 12 de abril de 2018