Третий закон термодинамики

Второй закон термодинамики. Расчеты изменений энтропии в обратимых (нагревание, фазовый переход, расширение газа) и необратимых (передача теплоты, смешение газов) процессах. Третий закон термодинамики.

Второй закон термодинамики - физический закон, имеющий две эквивалентные формулировки:

-1- невозможен процесс, единственным результатом которого является передача энергии в форме теплоты от менее нагретого тела к более нагретому телу;

-2- невозможен периодический процесс, единственным результатом которого является превращение теплоты, полученной от нагревателя, в эквивалентную ей работу.

Изменение энтропии в обратимых и необратимых процессах

Энтропия (символ S, единица измерения - Дж·моль·К-1) — одна из функций состоя-

ния термодинамической системы, которая является мерой неупорядоченности и вероят-

ности самопроизвольного протекания процесса в адиабатноизолированной системе.

Изменение энтропии в обратимом и необратимом процессах одинаково, так как

энтропия является функцией состояния и ее изменение не зависит от пути протекания

процесса.

Следовательно, чтобы вычислить изменение энтропии в данном реальном необратимом процессе, нужно этот процесс (мысленно) разбить на стадии, которые проводятся обратимо, и вычислить для них изменения энтропии по уравнениям для обратимых процессов. Просуммировав изменения энтропии всех стадий, получим изменение энтропии в необратимом процессе.

Расчет изменения энтропии для процесса фазового перехода

Отличительной особенностью процесса фазового перехода, протекающего обрати-

мо, является то, что он всегда протекает при постоянной температуре и давлении.

Так как это изобарно-изотермический процесс (р = const и T = const), то изменение

энтропии можно рассчитать по уравнению

D S =

 

где Dtrs H — теплоты фазового перехода; Т — абсолютная температура фазового перехода.

Третий закон термодинамики

Третье начало термодинамики

Тепловой закон Нернста (Нернста теорема), закон термодинамики, согласно которому Энтропия S любой системы стремится к конечному для неё пределу, не зависящему от давления, плотности или фазы, при стремлении температуры (Т) к абсолютному нулю (В. Нернст, 1906). 3 закон позволяет находить абсолютное значения энтропии, что нельзя сделать в рамках классической термодинамики (на основе первого и второго начал термодинамики

Из Т. н. т. следует, что абсолютного нуля температуры нельзя достигнуть ни в каком конечном процессе, связанном с изменением энтропии, к нему можно лишь асимптотически приближаться, поэтому Т. н. т. иногда формулируют как принцип недостижимости абсолютного нуля температуры. Из Т. н. т. вытекает ряд термодинамических следствий: при T → 0 должны стремиться к нулю теплоёмкости при постоянном давлении и при постоянном объёме, коэффициенты теплового расширения и некоторые аналогичные величины. Справедливость Т. н. т. одно время подвергалась сомнению, но позже было выяснено, что все кажущиеся противоречия (ненулевое значение энтропии у ряда веществ при Т = 0) связаны с метастабильными состояниями