principiul al 3 lea al termodinamicii
DESCRIPTION
termodinamicaTRANSCRIPT
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:
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.
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
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.