ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Тепловая теорема Нернста из "Элементарная термодинамика " Обсуждается третий закон термодинамики (тепловая теорема Нернста). Вычисляются производные термодинамических величин при 7 =0. Рассматриваются способы получения низких температур. Рассчитывается константа давления пара. [c.168] Однако, опираясь на многочисленные тщательные измерения величин АО и АЯ, Нернст (1906) выдвинул значительно более сильное предположение, допустив, что не только Т А5, но и сама величина А5 обращается в нуль при абсолютном нуле [25]. [c.169] Согласно принципу Больцмана в формулировке Планка (см. гл. 2, 5), 5 = 1пи , где —число механических состояний, соответствующих данному термодинамическому состоянию. В отличие от классических механических состояний, которые образуют континуум, квантовые состояния дискретны, и при абсолютном нуле система будет находиться в своем наинизшем квантовом состоянии. Следовательно, W = I, 5 = О и тем более А5 = О для любого процесса при абсолютном нуле температуры. [c.170] Действительно, дискретность энергетических уровней, принимаемая в квантовой теории, лишь косвенно связана со стремлением энтропии к нулю. Точнее говоря, дискретность уровней сама по себе не означает, что убывание энтропии может быть заметно при температурах,. достижимых в эксперименте, поскольку энергетические уровни больших (макроскопических) систем расположены слишком близко друг к другу, чтобы их можно было различать в термодинамических экспериментах. Даже при самой низкой температуре, достигнутой в экспериментах, нельзя, вообще говоря, утверждать, что система находится в своем наинизшем квантовом состоянии. Тем не менее измеренные на опыте кривые А5 (Г), если их экстраполировать, начиная от экспериментально достижимых температур, стремятся к нулю по мере убывания температуры. Объяснение состоит в том, что асимптотические законы термодинамики при Г — О определяются плотностью энергетических уровней вблизи состояния с наинизшей энергией. Плотности уровней всех известных систем действительно стремятся к нулю с уменьшением энергии таким образом, что энтропия стремится к нулю при этих температурах. Более подробный анализ читатель найдет в работе Казимира (см. также [27]). [c.171] Никакую систему невозможно охладить до абсолютного нуля. [c.171] Целесообразно принять это следствие из теоремы Нернста в качестве формулировки третьего закона термодинамики. [c.171] Вернуться к основной статье