Третье начало термодинамики

Ранее мы рассмотрели первое и второе начала термодинамики, настало самое время поговорить о третьем. Иначе картина будет просто неполной.

И снова об энтропии

Помните красивое слово «энтропия»? Для тех, кто подзабыл, напомним, и попробуем рассказать о том, что такое энтропия такое простыми словами:

Энтропия – это мера хаоса в какой-либо системе.

В качестве системы может выступать Ваш письменный стол или кастрюля с борщом, или даже эта, ну как ее. Вселенная!

Чем меньше в системе порядка, тем больше энтропия.

Например, в шкафу все вещи разбросаны как попало. Энтропия такой системы больше, чем в том же шкафу после того, как Вы решили вдруг прибраться и все сложили по полочкам.

Энтропия растет

Если говорить об определении энтропии в термодинамике, то она является функцией состояния термодинамической системы, то есть не зависит от пути перехода системы из одного состояния в другое.

Абсолютный ноль

Абсолютным нулем температуры называют такой нижний предел температуры, которую во Вселенной может иметь физическое тело.

Абсолютный ноль принят за начало температурной шкалы Кельвина. Если переводить в привычную нам шкалу Цельсия, то его значение равно -273,15 градусов.

Абсолютный ноль - это очень холодно

В рамках классической термодинамики абсолютного нуля достичь нельзя, да и на практике тоже не удастся. Можно только сколь угодно близко подобраться, чем с удовольствием и занимаются ученые.

Что же творится с вещами у абсолютного нуля? При этой температуре энергия теплового движения атомов и молекул становится равной нулю, прекращается всякое хаотическое движения частиц, и последние образуют упорядоченную структуру без всяких колебаний атомов кристаллической решетки и прочих беспорядков.

Кстати, самая низкая температура во Вселенной была зарегистрирована в туманности Бумаранг и равняется примерно -271 градусу Цельсия.

Туманность Бумеранг

Третье начало термодинамики

Третье начало термодинамики – фундаментальный закон, который не вытекает из первых двух начал и также основывается на экспериментальных данных. Его еще называют теоремой Нернста.

О чем говорит этот закон? Он рассматривает поведение энтропии у абсолютного нуля и гласит:

Энтропия правильно образованного кристалла при абсолютном нуле равна нулю.

Или вот еще одна формулировка третьего начала термодинамики: Приращение энтропии при абсолютном нуле температуры стремится к конечному пределу, не зависящему от того, в каком равновесном состоянии находится система.

В чем же смысл третьего начала?

В том, что охладить тело до значения абсолютного нуля невозможно! Иначе стал бы возможен вечный двигатель второго рода. А если бы он стал возможен, с нашим миром определенно начало бы твориться неизвестно что. Так что вот и хорошо, что есть третье начало термодинамики!