Termodinâmica.
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Entropia

Terceira lei da termodinâmica

Terceira lei da termodinâmica

A terceira lei da termodinâmica, por vezes, chamado de Nernst teorema ou Postulatum Nernst refere entropia e a temperatura de um sistema físico.

A terceira lei da termodinâmica afirma que o zero absoluto não pode ser alcançado em um número finito de estágios. A terceira lei da termodinâmica, também pode ser definida como quando chegar ao zero absoluto, 0 graus Kelvin, qualquer processo de um sistema físico é interrompido e, ao atingir absoluto entropia de zero atinge um valor mínimo e constante.

Este princípio afirma que a entropia de um sistema na temperatura zero absoluta é uma constante bem definida. Isso ocorre porque, na temperatura zero absoluta, um sistema está em um estado básico e os aumentos de entropia são alcançados pela degeneração desse estado básico.

O teorema de Nernst afirma que a entropia de um cristal perfeito de qualquer elemento na temperatura zero absoluta é zero. No entanto, esta observação não leva em conta que os cristais reais devem ser formados em temperaturas acima de zero. Consequentemente, eles terão defeitos que não serão eliminados quando resfriados a zero absoluto. Como não são cristais perfeitos, a informação necessária para descrever os defeitos existentes aumentará a entropia do cristal.

 

Teoremas e enunciados da terceira lei da termodinâmica

Terorema de Nernst: Uma reação química entre as fases cristalinas puras que ocorre em zero absoluto não produz qualquer mudança na entropia.

Declaração de Nernst-Simon: A variação de entropia resultante a partir de qualquer sistema reversível transformação isotérmica tende para zero à medida que a temperatura se aproxima de zero.

Declaração de Nernst-Simon

Declaração de Planck: Para T → 0, a entropia de qualquer sistema em equilíbrio aproxima uma constante que é independente das outras variáveis termodinâmicas.

Teorema absoluto de inacessibilidade zero: Não há processo capaz de reduzir a temperatura de um sistema a zero absoluto em um número finito de etapas.

4º Postulado Callen: A entropia de qualquer sistema é anulada no estado para o qual

4º postulado de Callen

História da terceira lei da termodinâmica

A terceira lei foi desenvolvida pelo químico Walther Nernst durante os anos de 1906-12, e é por isso que é frequentemente referida como o teorema de Nernst ou o postulado de Nernst. A terceira lei da termodinâmica afirma que a entropia de um sistema no zero absoluto é uma constante bem definida. Isso ocorre porque há um sistema de temperatura zero em seu estado fundamental, portanto, sua entropia é determinada apenas pela degeneração do estado fundamental.

Em 1912, a lei de Nernst e declarou: "É impossível para um processo que conduz à isotérmica T = 0 em um número finito de passos."

Uma versão alternativa da terceira lei da termodinâmica, estabelecida por Gilbert N. Lewis e Merle Randall em 1923: "Se a entropia de cada elemento em algum estado cristalino (perfeito) é tomada como zero em zero absoluto de temperatura, cada substância tem uma entropia positiva finita; mas no zero absoluto da temperatura, a entropia pode se tornar zero, e é no caso das substâncias cristalinas perfeitas. "

Esta versão indica que não só Δ S vai chegar a zero a 0 graus Kelvin, mas também S chegar a zero sempre que o vidro tem um estado fundamental com uma configuração única. Alguns cristais formam defeitos que causam uma entropia residual. Essa entropia residual desaparece quando as barreiras cinéticas para a transição para um estado fundamental são superadas.

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Referências

Última revisão: 12 de abril de 2018