什么是热力学第三定律-第三定律-定义w88优德app

热力学的第三定律是由德国化学家Waw88优德applther Nernst在1906-12年间提出的。这个定律也定义了绝对零度。优德app热能工程

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当温度接近绝对零度时,系统的熵趋于恒定。

根据经验证据,该法律规定纯晶体物质的熵为零绝对零度无论过程多么理想化,都不可能在有限的步骤内将系统的温度降至绝对零度。这使我们可以定义物体热能的零点。

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热力学第三定律是由这位德国化学家提w88优德app出的欧内斯特在1906-12年间。因为这项研究,Walther Nernst获得了1920年诺贝尔化学奖。因此,热力学第三定律通常被称为w88优德app能斯特的定理能斯特的假设。可以看出,热力学第三定律是指处于热力学平衡状态的系统的熵w88优德app趋于0随着温度趋于零。或者相反绝对温度任何纯结晶物质在热力学平衡趋于0熵趋于零。

能斯特热定理(第三定律的结果)是:

对任何过程来说,无论多么理想化,都不可能在有限的操作中将系统的熵降至绝对零值。

数学:

能斯特公式

能斯特热定理后来被德国物理学家马克斯·普朗克用熵和绝对零度来定义热力学第三定律。w88优德app

有些材料(如任何非晶态固体)在绝对零度时没有明确的顺序。在这些材料(如玻璃)中,一些有限的熵也保持在绝对零度,因为系统的微观结构(原子对原子)可以以不同的方式排列(W≠1)。这个恒定的熵被称为剩余熵。也就是接近绝对零度的物质的非平衡态和晶体态之间的区别。

注意熵的确切定义是:

熵=(玻尔兹曼常数k) x可能状态数的对数

S = kBlogW

这个方程联系了系统的微观细节或微观状态(通过W)到其宏观状态(通过年代),是统计力学的关键思想。

绝对零度

绝对零度是最冷的理论温度,原子和分子的热运动达到它的最小值。在这种状态下,冷却后的理想气体的焓和熵达到其最小值,取为0。

数学:

lim年代T→0= 0

在哪里

S =熵(J/K)

绝对温度(K)

经典,这是一种状态motionlessness,但量子不确定性决定了粒子仍然具有a有限零点能量绝对零度在开氏温标上记为0k,−273.15°C在摄氏温标上−459.67°F华氏温标。

与热机的关系

根据卡诺原理,任何热机的最大效率的极限就是卡诺效率。This principle also states that the efficiency of a Carnot cycle depends solely on the difference between the hot and cold temperature reservoirs.

卡诺效率公式

地点:

  • 是卡诺循环的效率,也就是比率= W /问H等于热机对从热热源进入系统的热量所做的功。
  • TC为冷热源的绝对温度(开尔文),
  • TH为高温热源的绝对温度(开尔文)

第三定律规定了TC永远不可能是零,因此我们看到一个100%高效的热机是不可能的。

引用:
核与反应堆物理学:
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先进反应堆物理:

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  4. 刘文杰,刘文杰,刘文杰。中子输运计算方法[j] .物理学报,1993,59(4):449 - 452。

参见:

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