Третий закон термодинамик

Абсолютную шкалу энтропии можно построить, установив величину энтропии произвольно выбранного стандартного состояния. Определять абсолютную энтропийную шкалу наиболее удобно, произвольно придав постоянной интегрирования (S — k In значение, равное нулю для стандартного состояния при температуре абсолютного нуля. Утверждение, что 5f, "= k In при температуре абсолютного нуля, составляет основное положение третьего закона термодинамики в его наиболее общей форме. Действительно, для многих кристаллических веществ все атомы находятся на самом низком или основном уровне при температуре абсолютного нуля. Для этого полностью упорядоченного состояния, когда In = О должно быть равно нулю. Согласно этому [c.133]

Отмеченные трудности устраняются, если для исследуемой системы можно использовать третий закон термодинамики. Этот закон целесообразно формулировать В виде следующих двух взаимосвязанных положений. При нулевой абсолютной [c.56]

Так как G = H—TS, два последних слагаемых в (10.37) равны Н Т°, P) — TS(T°, Р). Если же 7°=0 и выполняется третий закон термодинамики, то значение функции (10.37) при нижнем пределе интегрирования будет Я (О, Р). [c.95]

Егце ранее Симон и Ланге [200] обнаружили, что при температурах выше 10°К теплоемкость аморфного глицерина больше, чем кристаллического. Указанные авторы обсуждали возможные следствия этого явления с точки зрения третьего закона термодинамики. [c.369]

Различные утверждения третьего закона термодинамики остаются неизменными при отрицательных абсолютных температурах, если под абсолютным нулем температуры понимать О К как положительной, так и отрицательной температуры. Температуры + 0 К 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 -ЬО К, так как она не может больше отдать энергию. Она не может стать горячее, чем —О К, так как она не может больше поглотить энергию. [c.144]

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]

Имеется другой путь нахождения значения К, путь чисто аналитический, основанный на тепловой теореме Нернста, называемой третьим законом термодинамики. [c.220]

Следовательно, при приближении к абсолютному нулю энтропия каждого однородного кристаллического тела неограниченно стремится к нулю. Это положение представляет собой третий закон термодинамики в формулировке Планка. [c.221]

Положения третьего закона термодинамики позволяют определить значение константы интегрирования для вычисления абсолютного значения энтропии. Используя дифференциальные уравнения термодинамики, можно также определить абсолютные значения основных термодинамических функций F, Z п др. [c.221]

Напомним, что одно из следствий из третьего закона термодинамики требует, чтобы теплоемкость Ср при Г- 0 стремилась к нулю во всяком случае быстрее, чем по линейному закону. [c.236]

Однако рассмотренная схема расчета, как неоднократно подчеркивалось, непосредственно пригодна лишь для конденсированных сред. Третий закон термодинамики заведомо неприменим к газам, и расчет стандартных энтропий газов, которые были бы согласованы с энтропиями этих веществ в конденсированном состоянии, требует специального рассмотрения. [c.236]

Следовательно, для того чтобы получить систему стандартных энтропий газов, согласованную с третьим законом термодинамики, надо для соответствующего вещества при некоторой температуре знать теплоту фазо-бого перехода (сублимации или парообразования) и давление насыщенного пара. Если пар при давлении рЛЛ неидеален, необходимо еще знать его термическое уравнение состояния в интервале давлений от ps T) до 0. [c.237]

Существование энтропии позволяет ввести так называемую тепловую диаграмму — Т — з-диаграмму (рис. 3.7). На оси ординат наносят значения термодинамической температуры от абсолютного нуля, на уровне Т=0 К проводят ось абсцисс, которую снабжают масштабом энтропии з, кДж/(кг-К). Вопрос о начале отсчета энтропии решается третьим законом термодинамики. В технической термодинамике в подавляющем больщинстве случаев представляет интерес приращение энтропии, поэтому начало отсчета на оси энтропии выбирают по соглащению (например, на энтропийных диаграммах для воды считают, что з=0 при /= = 0,01 °С) или же такое начало отсутствует вообще. [c.65]

Третий закон термодинамики [c.242]

Постоянная / в уравнении (10.43) может быть определена на основе третьего закона термодинамики, однако вначале рассмотрим некоторые следствия из первых двух законов. Поскольку AG = AH—TAS, то lim (AG— [c.255]

Вычисление первого интеграла в уравнении (10.47) производится на основе третьего закона термодинамики, по которому при 7=0 принимается 5 = 0. Благодаря этому интеграл в нижнем пределе является сходящимся, ибо при 7-> о и Ср О (см. рис. 10.1,6). [c.257]

Третий закон термодинамики 255 [c.461]

С охлаждением газа до жидкого, а затем твердого состояния порядок в расположении и движении частиц растет следовательно, его энтропия уменьшается. На этом основании В. Нернст (1906 г.) сформулировал тепловую теорему — третий закон термодинамики с приближением температуры тела к абсолютному нулю, который практически недостижим, энтропия тела тоже стремится к нулю. [c.40]

Тепловая теорема Нернста. Третий закон термодинамики [c.207]

Подобно первому и второму законам, третий закон термодинамики имеет несколько различных по форме, но равноправных по существу формулировок, в каждой из которых подчеркивается то или иное следствие общего принципа. Одна из современных формулировок третьего закона термодинамики утверждает, что в любом равновесном изотерм-ном процессе в конденсированной системе при температуре стремящейся к абсолютному нулю, изменение энтропии стремится к нулю формулировка Нернста — Симона). [c.362]

Третий закон термодинамики позволяет сделать ряд важных заключений об изменении термодинамических свойств веществ при температуре, стремящейся к абсолютному нулю. [c.362]

В этой книге мы не будем рассматривать третий закон термодинамики, так как он не столь важен для общего понимания процессов, связанных с проявлением ядерной энергии, таких, например, как деление и синтез атомных ядер. Однако прежде чем перейти к более детальному описанию этих процессов, кратко рассмотрим вопросы об эквивалентности массы и энергии и о превращении массы в энергию. [c.33]

Завершение формирования классической термодинамики как науки о поведении различных физических систем в условиях обратимых процессов следует отнести к периоду 1900—1906 гг., т. е. ко времени открытия М. Планком в 1900 г. кванта действия и В. Нернстом в 1906 г. третьего закона термодинамики. [c.3]

Эта формулировка так называемого третьего закона термодинамики (закона Нернста) дана Плавком. [c.47]

Полезно отметить основные закономерности веществ в непосредственной близости абсолютного нуля, вытекающие из третьего закона термодинамики. [c.135]

Третий закон термодинамики, постулирующий, что абсолютный нуль температуры недостижим. Этот закон имеет еще более ограниченное значение, чем второй и особенно первый закон термодинамики. [c.6]

О ТРЕТЬЕМ ЗАКОНЕ ТЕРМОДИНАМИКИ [c.231]

Сравнение (10.17) с (10.16) показывает, что G° T) зависит и от постоянных интегрирования Uq и S°. Если система подчи-ияется третьему закону термодинамики, то согласно постулату Планка ( 6) константа S° должна ра>вняться нулю при Т = 0 и любом давлении. Из (10.14) видно, что такая нормировка энтропии для обычного идеального газа не подходит, во-пер-вых, потому что величина Ср постоянна и при 7 = 0 слагаемое Ср In Г равняется минус бесконечности, во-вторых, энтропия при любой температуре получается зависящей от давления. Причина этого — нереальность использованных уравнений состояния в области низких температур, где существенными становятся макроскопические проявления ювантовых свойств веществ, или, как говорят, происходит вырождение классического идеального газа. [c.91]

Позднее было сделано много тщательных измерений по установлению диаграммы энтропии и диаграммы состояния жидкого гелия, которые будут подробно рассмотрены ниже. Проведенные работы не содержат каких-либо новых открытий, однако они подчеркивают значение условий фазового равновесия при низких температурах между жидким и твердым гелием. Согласно третьему закону термодинамики, энтропия жидкой фазы, так же как и твердой, при абсолютном нуле должна обращаться в нуль. Х-аномалия в теплоемкости указывает на очень быстрое убывание энтропии в интервале нескольких тысячных градуса ниже Х-точки. Независимо от того, каким путем устанавливается упорядочение в этой области (что само по себе является чрезвычайно интересным вопросом), убывание энтропии должно сказаться на форме кривой плавления. Изменение давления плавления с температурой, согласно уравнению Клаузиуса — Клапейрона, равно отношению изменения энтропии к изменению объема. При исчезновении разности энтропий между жидкой и твердой фазами это отиошепие обращается в нуль. Поэтому, как было указано Симоном [13], изменение в наклоне кривой плавления тесно связано с явлением Х-иерехода, так как при этих температурах энтропия жидкости падает до значений, близких к энтропии твердой фазы. [c.788]

Ранее мы выяснили, что конденсация атомов (или ионов и электронов) приводит к понижению энергии системы и является вследствие этого энергетически выгодным процессом. Поэтому в невозбужденном состоянии при предельно низких температурах все тела находятся в конденсированном состоянии, причем, за исключением гелия,—это твердые кристаллические тела. Гелий при нормальном давлении — жидкость, но при давлении в 30 кбар он также становится кристаллом. Существуют различные подходы к объяснению самого факта существования в твердом теле периодического расположения атомов (трансляционной симметрии). Так, согласно теореме Шенфлиса, всякая дискретная группа движений с конечной фундаментальной областью (т. е. элементарной ячейкой) имеет трехмерную подгруппу параллельных переносов, т. е. решетку [22]. Можно объяснять необходимость существования кристаллической решетки, а в конечном счете и вообще симметричного расположения атомов, исходя из третьего закона термодинамики. Согласно этому закону, при приближении к абсолютному нулю температуры энтропия системы должна стремиться к нулю. Но энтропия системы пропорциональна логарифму числа возможных комбинаций взаимного расположения составных частей системы. Очевидно, любое не строго правильное расположение атомов влечет за собой большое число равновозможных конфигураций атомов и приводит к относительно большой энтропии, и только строго закономерное расположение атомов может быть единственным. Поэтому равная нулю энтропия совместима только со строго повторяющимся взаимным расположением составных частей тела [1]. Иногда симметричность расположения атомов в кристалле объясняют исходя из однородности среды. [c.124]

В 1960—1911 гг. В. Нернст на основе больщого числа экспериментальных исследований предложил третий закон термодинамики, играющий большую роль в вычислении всех термодинамических функций (энтропии, энергии и т. д.). По закону В. Нернста при абсолютном нуле температуры все равновесные процессы происходят без изменения энтропии, при этом энтропии всех веществ не только равны между собой, но и равны нулю. Это дает возможность вычислять абсолютные значения энтропии, и в этом большое практическое значение закона В. Нернста. [c.5]

Величина Qp рассмотрена в 11-1, где показано, как с помощью тепловых эффектов реакций образования удается построить единую систему подсчета Qp для любых реакций. Таким образом, для нахождения АФ необходимо иметь возможность определить Л5 . Используемая в обычной термодинамике схема расчета энтропий, при которой начало отсчета энтропии любого вещества выбирается произвольно, естественно, для химически реагирующих систем неприменима. Произвол в начале отсчета эн гропии устра-. няется теоремой Н е р н-ста или третьим законом термодинамики, который в формулировке Планка утверждает, что энтропии всех конденсированных веществ при температуре абсолютного нуля обращаются в н у л ь [c.235]

Наряду с рассмотренным термодинамическим методом в настоящее время существуют квантовомеханические методы, которые позволяют вычислить стандартную зн11ропию идеального газа с высокой точностью, если известны энергетические состояния его молекул или атомов. Если стандартная энтропия вычислена независимо, то уравнения (11-57) и (11-58) можно использовать для вычисления теплоты фазового перехода по единственному значению давления насыщенного пара, не прибегая к,уравнению Клапейрона—Клаузиуса. Этот путь имеет большое значение, ибо без третьего закона термодинамики, т. е. без независимо определенной стандартной энтропии пара, вычисление теплоты фазового перехода по данным о давлении пара требует в соответствии с уравнением Клапейрона—Клаузиуса знания производной е. многих измерений давления пара. [c.237]

Случай 2=0 запрещен третьим законом термодинамики аб-солютиый нуль недостижим путем отвода теплоты случай 7 1-> оо попросту нереален. [c.54]

Болымой интерес представляют высказывания Ломоносова о паи-большей и последней степени холода , стоящие в непосредственной связи с третьим законом термодинамики. Ломоносов пишет ...нельзя назвать какую-ннб /дь определенную скорость движения, чтобы мысленно нельзя было представигь себе большую скорость. Это надо отнести и к тепловом / движению, поэтому в1.1С1иая и последняя степень теплоты не есть мыслимое движение. Наоборот, го же самое движение [c.5]

Рассмотренные свойства тел при температурах, близких к абсолютному пулю, а также и ряд других свойств, следующих из зретьего закона термодинамики, тщательно изучались во многих экспериментах, проведенных при температ,урах вплоть до предельно низких, получение которых оказалось возможным к настоящему времени (порядка 10 К). Эти эксперименты полностью подтверждают правильность положений третьего закона термодинамики. [c.364]

Можно показать, что этот метод при использовании любого парамагнетика не может привести в 0°К- Действительно, согласно третьему закону термодинамики, при 7 = 0, 5 = 0 (см. уравнение 48). Поэтому кривые Н = onst в координатах Т—s для парамагнетиков должны обязательно пройти через начало координат (см. рис. 31). Тогда конец процесса адиабатического [c.134]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...