Недостижимость абсолютного нуля температуры

Нельзя отрицать возможность существования отрицательных абсолютных температур и исходя из третьего начала термодинамики. Действительно, недостижимость абсолютного нуля температуры приводит лишь к невозможности перехода через него от положительных к отрицательным абсолютным температурам, но не исключает возможности существования отрицательных абсолютных температур (наряду с положительными температурами). [c.113]

Принцип недостижимости абсолютного нуля температуры, Изображая энтропийную диаграмму процессов охлаждения методом адиабатного размагничивания до значения температуры Г = 0 К (рис. [c.364]

Недостижимость абсолютного нуля температуры [c.83]

Эквивалентной формулировкой третьего начала является положение о недостижимости абсолютного нуля температуры. [c.83]

В XX в. была установлена недостижимость абсолютного нуля температуры. Это утверждение, получившее название тепловой теоремы Нерпе т а, имеет еще более узкое и ограниченное значение. [c.7]

Недостижимость абсолютного нуля температуры 7, 90 Неидеальные растворы 192 Ненасыщенный пар 173 Необратимое смешение 128 Необратимые реакции 189 [c.334]

Так 1ка к при 7=0 интеграл в левой части обращается в уль, то, если абсолютный нуль температуры достижим, интеграл, стоящий в правой части, должен быть. равен нулю, что невозможно, поскольку Ср при всякой конечной температуре не равна нулю и положительна. Из этого и вытекает недостижимость абсолютного нуля температуры. [c.58]

Принцип недостижимости абсолютного нуля температур вытекает как одно из следствий тепловой теоремы Нернста, высказанной им в 1906 г., и является, по современным представлениям, третьим законом термодинамики. Вышеприведенные соображения Ломоносова о наибольшей и последней степени холода высказаны им примерно за 160 лет до Нернста. [c.6]

Таким образом, недостижимость абсолютного нуля температуры является следствием третьего начала, описывающего специфические свойства веществ при весьма низких температурах. При приближении Го к О К коэффициент преобразования стремится к единице, однако рассмотрение значения o при Го = 0 лишено смысла, так как при этом значении То трансформация Q— -L исключается цикл не может быть реализован из-за нулевой теплоемкости тел при О К. [c.50]

Попытки показать, что, по крайней мере, некоторые следствия тепловой теоремы Нернста могут быть получены из второго начала, привели к выдвижению принципа недостижимости абсолютного нуля температуры. Нернст, выдвинувший этот принцип, указывает, что если состояния Т = О могут быть достигнуты обратимым адиабатическим путем АВ (см. рис. 6), то последовательность адиабат АВ, ВС, СО могла бы быть использована для уменьшения энтропии системы, что противоречит второму началу. Поэтому, заключает Нернст, из второго начала вытекает принцип недостижимости абсолютного нуля температуры. [c.90]

Это заключение А. Эйнштейн подверг критике, оспаривая возможность осуществления части процесса ВС, отвечающей температуре Т = 0. С точки зрения физики, процесс может считаться определенным и имеющим смысл только, если указан экспериментальный путь его осуществления. Адиабаты и изотермы, вообще говоря, удовлетворяют этому требованию. Например, в случае простой системы, адиабатический процесс осуществляется путем сжатия или расширения системы, заключенной в теплоизолирующую оболочку изотермический процесс осуществляется также путем сжатия или расширения, но система находится в контакте с тепловым резервуаром. Отсутствие экспериментального различия между сжатиями вдоль адиабатических процессов ВА и ВС (процесс ВС одновременно изотермический и адиабатический) делает ветвь ВС лишенной смысла. Действительно, в опыте не могут быть заданы условия, обеспечивающие то, что начиная с точки В, сжатие системы будет вести систему вдоль кривой ВС, а не вдоль ВА. Это второе основание, почему рассуждение, использующее график рис. 6, является ошибочным. Недостижимость абсолютного нуля температуры следует из третьего начала термодинамики. [c.90]

Рис. 30. к доказательству недостижимости абсолютного нуля температуры [c.61]

Недостижимость абсолютного нуля температуры 61 Нернста тепловая теорема 59 Нулевое начало термодинамики 20 [c.237]

Исследуя окружающий нас мир и выделяя какое-либо происходящее в нем отдельное явление, мы описываем и характеризуем его с помощью величин, которые называем параметрами или характеристиками изучаемого нами объекта. Экспериментатор фиксирует эти величины с помощью приборов, теоретик, используя соответствующую данному случаю формальную модель системы, обозначает их точные значения соответствующими буквами на бумаге. Повторные измерения какой-либо характеристики системы каждый раз дают несовпадающие результаты, группирующиеся, как правило, около некоторого среднего значения, которое и объявляется окончательным значением данного параметра. Если даже отвлечься от неизбежных приборных ошибок и пренебречь влиянием процесса самого измерения на объект исследования, то все равно вопрос о точности значений определяемых параметров в практическом и теоретическом отношениях достаточно сложен. Прежде всего, разброс в определении параметров системы зависит от внешних помех, обусловленных не зависящими от нас обстоятельствами и процессами, происходящими повсеместно не только на бытовом, но и на глобальном и космическом уровнях. Если свести эти помехи к минимуму, то обнаружится, что статистическая система, достигнув состояния термодинамического равновесия, шумит сама по себе, т.е. ее макроскопические параметры, имея фиксированные средние значения, все время от них отклоняются. Этот собственный, не провоцируемый внешним случайным воздействием шум системы неистребим, его можно прекратить лишь остановив тепловое движение в этих системах, что, как известно, невозможно, т.к. это противоречило бы следствию П1 начала термодинамики о недостижимости абсолютного нуля температуры. [c.20]

Третий закон термодинамики рассматривает поведение термодинамической системы при Т- 0 ). Третий закон термодинамики приводит к недостижимости абсолютного нуля температуры. Для всех тел при абсолютном нуле обращаются в нуль теплоемкости и коэффициенты расширения (П.4.4.Г, 11.7.3.2°, 3°). [c.150]

Строгое доказательство недостижимости абсолютного нуля температуры приводится в термодинамике. [c.48]

Следствием третьего закона термодинамики является положение о недостижимости абсолютного нуля температуры. Данное следствие, конечно, не запрещает приближаться к нему сколь угодно близко. Равенство нулю энтропии при абсолютном нуле температуры имеет своей причиной квантовый характер процессов, происходящих при низких температурах, и выполняется для обычных систем, которые могут находиться при сверхнизких температурах в состоянии истинного равновесия. [c.62]

Невырожденности статистической условие — 334 Недостижимость абсолютного нуля температуры — 78 Неопределенных множителей Лагранжа метод — 360 Нернста тепловая теорема — 76 Нулевое начало термодинамики — 24 [c.797]

Различные формулировки третьего закона термодинамики остаются неизменными при отрицательных абсолютных температурах, если под абсолютным нулем температуры понимать О К, как положительной, так и отрицательной температуры. Температуры + 0К и —О К соответствуют совершенно различным физическим состояниям. Для первого система находится в состоянии с наименьшей возможной энергией, а для второго — с наивысшей. Система не может стать холоднее, чем +0К, так как она не может больше отдать энергию. Она не может стать горячее, чем —О К, так как она не может больше поглотить энергию. Принцип недостижимости абсолютного нуля формулируется следующим образом невозможно с помощью любой, как угодно идеализированной процедуры за конечное число операций охладить любую систему + О К или нагреть любую систему до —О К- [c.121]

Утверждение о недостижимости абсолютного нуля не связано со вторым началом термодинамики, из которого вытекает лишь неосуществимость теплового двигателя Карно с температурой теплоприемника, равной абсолютному нулю. [c.109]

Важным свойством термодинамической шкалы температур является наличие на ней предельно низкой температуры, называемой абсолютным нулем. Из равенства (1.2026) следует, что наименьшая температура отвечает случаю, когда = 0 эта температура и есть абсолютный нуль. Следовательно, абсолютный нуль температуры представляет собой наинизшую из всех возможных температур, при которой к. п. д. цикла Карно равен единице, что противоречит второму закону термодинамики. Поэтому температура абсолютного нуля практически недостижима. [c.107]

Поведение термодинамических систем при температуре стремящейся к абсолютному нулю. Принцип недостижимости абсолютного нуля [c.361]

Теорему Нернста часто называют принципом недостижимости абсолютного нуля по следующей причине. Представим себе цикл Карно, у которого холодильник имеет температуру Гг = 0. Для такой обратимой мащины полное изменение энтропии в цикле равнялось бы изменению ее на участке изотермического нагревания Т= Ту. [c.41]

В заключение следует заметить, что вывод о стремлении энтропии к нулю справедлив для равновесных процессов. Для тел в неравновесном состоянии энтропия отлична от нуля и при самых низких температурах. Однако недостижимость абсолютного нуля остается в силе и для этого случая. Последовательная статистическая теория поведения макроскопических систем при Г О встречает некоторые трудности, связанные с тем, что при низких температурах число эффективных степеней свободы становится малым, а поэтому возможны большие флуктуации. Преодоление этих затруднений связывается с дальнейшим развитием квантовой теории твердых и жидких тел. [c.85]

Следует отметить, что отрицательные температуры достигаются не при прохождении через абсолютный нуль, а при движении от больших значений величины 1/Т (низкая положительная температура) через нуль (бесконечная температура) к низким отрицательным значениям Х/Т. Надо, в частности, подчеркнуть, что для систем с отрицательными температурами также существует закон недостижимости абсолютного нуля (при подходе с другой стороны). Кроме того, положительные и отрицательные температуры не симметричны в том смысле, что комбинация положительной и отрицательной температуры приводит к промежуточным температурам в обычном смысле. Фактически отрицательные температуры в некотором смысле следует считать более горячими , чем бесконечная температура [5]. [c.287]

Из уравнения 0=(7 —То)/Т следует, что при 7 о = 0 коэффициент преобразования 0=1. В этом предельном случае все тепло, сообщенное источником, должно превратиться в механическую работу. Может показаться, что если приемник тепла имеет температуру абсолютного нуля, то принцип исключенного вечного двигателя второго рода должен нарушаться и, следовательно, постулат о недостижимости абсолютного нуля как будто бы вытекает из второго закона термодинамики. Это, однако, неверно. [c.49]

Как видно, абсолютная температура принимает значение Г =0, если скорость движения молекул ш=0, что недостижимо. Впервые на недостижимость абсолютного нуля указал М. В. Ломоносов. [c.7]

Неравенство (30.17) могло бы нарушиться в нормальных металлах только в практически недостижимых сверхмощных магнитных полях (10 —10 э). Иное дело полуметаллы. Как было указано в 22, в полуметаллах даже при абсолютном нуле имеется слабое перекрытие зоны проводимости и валентной зоны f.g = = Ее Е н <0). Вследствие этого часть электронов валентной зоны переходит в зону проводимости уже при абсолютном нуле температуры. Образующиеся дырки в валентной зоне и электроны в зоне проводимости обеспечивают металлические свойства таких кристаллов. [c.184]

Когда техника экспериментов при низких температурах была еще недостаточно развита, существовало мнение, что теплоемкость систем остается постоянной при стремлении температуры к абсолютному Нулю, как это предсказывает классическая кинетическая теория [т. е. л = 0 в разложении (1.50)]. Если бы это действительно было так, 1 0 недостижимость абсолютного нуля следовала бы автоматически [c.39]

Абсолютно черная полость 278 Абсолютный нуль температуры, недостижимость 39 [c.512]

Следующим важным свойством термодинамической шкалы температур является одинаковость знака температуры всех тел это означает, что существует предельная температура, называемая абсолютным нулем. Из уравнения (2.44) видно, что наименьшая из возможных температур отвечает случаю, когда Q = 0 эта температура и есть абсолютный нуль. Следует иметь в виду, что двигателя Карно, у которого температура теплоприемника равнялась бы абсолютному нулю, в действительности быть не может, так как его существование противоречит второму началу термодинамики (поскольку в этом случае вся теплота превращалась бы в работу без всякой компенсации). Абсолютный нуль в термодинамической шкале температур является, таким образом, предельной и, как будет ясно из дальнейшего, недостижимой температурной точкой. [c.54]

Следует иметь в виду, что двигателя Карно, у которого температура теплоприемника равна абсолютному нулю, в действительности быть не может, так как его существование противоречит второму началу термодинамики. В этом случае вся теплота превратилась бы в работу без какой-либо компенсации. Абсолютный ноль в термодинамической шкале температур является, таким образом, предельной и, как будет ясно из дальнейшего, недостижимой температурной точкой. [c.68]

Так как при 7 = О интелрал в левой части обращается в нуль, то если абсолютный нуль температуры достижим, интеграл, стоящий в правой части, должен быть равен нулю, что невозможно, поскольку j, при всякой конечной температуре не равна, нулю и положительна. Из этого и вытекает недостижимость абсолютного нуля температуры. На этом основании третье начало термодинамики часто формулируют следующим образом никакими способами невозможно охладить тело до абсолютного нуля температуры, т. е. абсолютный нуль температуры не достижим. Это, однако, не означает невозможность получения температур, сколь угодно близких к Г=0. ккал/капоА град Заметим, что утверждение [c.94]

Таким образом, недостижимость абсолютного нуля температуры не вытекает из второго закона термодинамики, а является следствием третьего начала, описывающего опецифичееиие свойства веществ при весьма низких температурах. [c.25]

В разд. 537—539 работы fill Фаулер и Гуггенгейм третьим законом называют недостижимость абсолютного нуля температуры (обсуждавшуюся здесь в разд. 11.5), откуда теорема Нернста получается уже в качестве следствия. [c.406]

Наиболее полная попытка феноменологического вывода определяющих соотношений (включая соотношения Стефана-Максвелла для многокомпонентной диффузии) для неидеальных многокомпонентных сплошных сред была предпринята в работе Колесниченко, Тирский, 1976). Определяющие соотношения, полученные в этой работе, по структуре тождественны аналогичным соотношениям, выведенным методами газовой кинетики в широко цитируемой до настоящего времени книге Гиршфельдера, Кертисса и Берда Гиршфельдер и др., 1961). Однако в этой книге приняты весьма неудачные определения коэффициентов многокомпонентной диффузии (как несимметричных по индексам величин) и коэффициентов термодиффузии, не согласующиеся с соотношениями взаимности Онзагера-Казимира в неравновесной термодинамике Де Гроот, Мазур, 1964 Дьярмати, 1974). Этот эмпирически установленный принцип взаимности (который может быть выведен также на основе методов статистической механики), носит фундаментальный характер и может быть назван четвертым законом термодинамики (третий закон о недостижимости абсолютного нуля температуры не обсуждается в этой книге). По этой причине соответствие коэффициентов молекулярного обмена принципу взаимности Онзагера- [c.85]

Третий закон термодинамики иногда формулируют в виде постулата о недостижимости абсолютного нуля температуры. Это утверждение не связано со вторым законом термодинамики, поскольку из Ьоследнего следует лишь невозможность существования машины Карно с температурой холодильника, равной нулю ) Вопрос о возможности охлаждения системы от некоторой более высокой темпе--ратуры до абсолютного нуля является самостоятельным вопросом.. Согласно (1.53), ответ на него определяется поведением теплоем-<кости системы, о котором второй закон термодинамики ничего не "говорит. [c.39]

Система спинов с такой отрицательной температурой обладает рядом интересных свойств. Постепенное восстапо1 лепие теплового равновесия с решеткой происходит не через 7 = (), а через Т = оэ. В продолжение всего процесса имеет место поток тепла от системы спинов решетке, так что отрицательные температуры следует рассматривать скорое как более высокие, чем бесконечно высокая температура , а не как более пизкпе, чем температура абсолютного нуля . Интересно, что даже в случае отрицательных температур закон недостижимости абсолютного нуля остается в силе. [c.598]

Так как и всегда положительны и, как будет показано ниже, выражают собой численные значения абсолютной температуры, то формула (12,5) справедлива только в том случае, если положить 2 = 0 и взять в формуле знак равенства. Итак, машина, превращающая полностью теплоту,в работу, возможна лишь в том случае, если она обратима и холодильник имеет температуру абсолютного нуля. Такук машину на практике осуществить нельзя вследствие неосуществимости обратимых процессов и недостижимости абсолютного нуля (закон Нернста). [c.67]

Следовательно, по мере приближения Т к нулю количество работы, потребляемой циклической холодильной установкой на единицу тепла, получаемого из низкотемпературного резервуара, стремится к бесконечности даже для такой термотопической полностью обратимой установки. Поэтому, хотя мы и можем подойти к абсолютному нулю довольно близко (при использовании соответствующих средств, возможно, на тысячную долю градуса или даже ближе), в действительности он всегда останется недостижимым . Если даже предположить, что нам удалось каким-то неизвестным способом привести связанную систему к абсолютному нулю, то для поддержания нулевой температуры нам потребовалось бы бесконечное количество работы для извлечения из системы ничтожного количества тепла, которое система все равно получала бы от внешней среды. Тем не менее абсолютный нуль температуры пред- ставляет собой вполне определенный уровень температуры. Установив этот факт, можно теперь дать определение единицы измерения термодинамической температуры. [c.154]

Из этой теоремы можно вывести несколько важных следствий, то-первых, никакими способами нельзя достичь абсолютного нуля Температуры (недостижимость абсолютного нуля) и, во-вторых, теплоемкость, коэффициент теплового расширения и некоторые другие аналогичные величины должны стремиться к нулю при температуре, стремяш ейся к нулю. Теорема Нернста — Планка имеет большое значение для изучения химических реакций (см. гл. 4, 15). [c.150]

С другой стороны, не оправдан был бы отказ от обычной температурной шкалы в области, близкой к окружающей нас температуре, или в области более высоких температур, с которой связано большинство технических приложений. Однако можно обсудить вопрос о том, не следует ли физикам, занимающимся низкими температурами, выражать свои результаты, пользуясь шкалой 1/Т ). Сделаем, однако, следующее предостережение говорят, что кое-где такое изменение шкалы пропагандируется на том основании, что по шкале 1/Т или log Г недостижимость абсолютного нуля, т. е. третий закон термодинамики, становится тривиальностью. Этот аргумент ошибочен, так как простые математические преобразования не могут заменить нового обобщения экпериментальных наблюдений. [c.288]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...