principiul al 3 lea al termodinamicii

4
Principiul al III-lea al termodinamicii (Teorema lui Nernst) S-a conturat prin cotributiile lui Walter Nernst (1864 – 1941), premiul Nobel in 1920, Max Planck si Albert Einstein. Nernst studia aspecte legate de afinitatea chimica. Afinitatea chimica reprezinta capacitatea substantelor de a reactiona chimic intre ele. Mai precis fiind data o reactie de forma: p p q q B m B m A n A n + + + + .. .. 1 1 1 1 Una din cele mai importante intrebari din punct de vedere practic si teoretic care a constituit o preocupare incepand cu sec XIX a fost legat de conditiile de stabilire a echilibrului. entropia. - S ra. temperatu - T interna. energie - U libera. energie - F TS U F - = V V T F T U F T F S Δ = Δ - Δ - = ) ( Modelul folosit de Nernst a fost modelul van’t Hoff de sistem in echilibru realizat cu pistoane si mebrane semipermeabile:

Upload: andra-baccela

Post on 29-Nov-2015

76 views

Category:

Documents


7 download

DESCRIPTION

termodinamica

TRANSCRIPT

Page 1: principiul al 3 lea al termodinamicii

Principiul al III-lea al termodinamicii

(Teorema lui Nernst)

S-a conturat prin cotributiile lui Walter Nernst (1864 – 1941), premiul Nobel in 1920,

Max Planck si Albert Einstein.

Nernst studia aspecte legate de afinitatea

chimica.

Afinitatea chimica reprezinta capacitatea

substantelor de a reactiona chimic intre ele.

Mai precis fiind data o reactie de forma:

ppqq BmBmAnAn ++↔++ .... 1111

Una din cele mai importante intrebari din punct de

vedere practic si teoretic care a constituit o

preocupare incepand cu sec XIX a fost legat de

conditiile de stabilire a echilibrului.

entropia. - S

ra. temperatu- T

interna. energie - U

libera. energie - F

TSUF −=

V

V

T

FTUF

T

FS

∆∂=∆−∆

∂−=

)(

Modelul folosit de Nernst a fost modelul van’t Hoff de sistem in echilibru

realizat cu pistoane si mebrane semipermeabile:

Page 2: principiul al 3 lea al termodinamicii

Studiind comportarea substantelor la temperaturi joase, Nernst a

stabilit ca UF ∆∆ − descreste mai repede decat liniar cu temperatura (1906).

Ceea ce ar fi posibil numai daca:

( ) ( )

;0lim

0limsau 0

0

0T12

0

=∆⇒

=∆∂

∂→−

S

FT

FFT

T

T

Teorema: Cand 0→T entropia sistemului nu mai poate fi modificata

prin nici o actiune externa.

Folosim enuntul lui Nernst, Plank a dat interpretarea: cand

0,0 →→ ST „izoterma de zero absolut coincide cu adiabata de zero” (1910).

La 0K orice sistem se afla in echilibru intr-o stare bine determinata cu

energie minima.

Probabilitatea este 00ln1 =⇒=Ω⇒=Ω Sk

Dar asta inseamna ca si 0lim0

=∆→

cT

(1911) Einstein si Nernst la

Coferinta Solvay.

Page 3: principiul al 3 lea al termodinamicii

Consecinte:

C1: Pentru procese reversibile se poate calcula entropia in forma:

∫∫∂

+=⇒∂

=−T

rev

T

rev

T

QSS

T

QSS

0

0

0

0

Pentru gaze perfecte:

C2:

0,0;11

0,0;11

00

00

→→

∂=

∂=

→→

∂−=

∂=

ββ

αα

Tv

s

pT

p

p

Tp

s

vT

v

v

pv

Tp

Page 4: principiul al 3 lea al termodinamicii

1T

2T

3T

1S

2S

1Q

2Q

Pentru un gaz oarecare:

C3:

0

0

1

1

=−

=−−

n

n

n

n

nn

n

nn

s

T

s

Q

SS

QTT

Daca n

Q si 1−n

T au valori finite este imposibil sa se atinga temperatura

de 0K printr-un numar de transformari finite.

Enuntul Pincipiului al III-lea al termodinamicii: este imposibil ca

printr-un numar de transformari finite sa se ajunga la 0K.

Recordul actual a fost stability in 1998/9 la Universitatea Tehnica din Helsinki unde prin

racirea magnetica nucleara a rodiului s-a ajuns la 100 pico K.