Wat is de derde wet van de thermodynamica?
De wetten van de thermodynamica drukken het gedrag van energie uit in natuurlijke systemen zoals uitgedrukt in ons universum. Er zijn drie wetten van thermodynamica plus een nulwet. De eerste wet van de thermodynamica wordt de wet van behoud van energie genoemd. Er staat dat de energie in het universum constant blijft. De tweede wet van de thermodynamica zegt dat warmte niet als enig resultaat van een kouder naar een heter lichaam kan worden overgedragen en de entropie van het universum niet afneemt. De derde wet van de thermodynamica, eenvoudig gezegd, zegt dat het onmogelijk is om absoluut nul te bereiken. En de nulde wet zegt dat twee lichamen in thermisch evenwicht met een derde lichaam in thermisch evenwicht met elkaar zijn.
De derde wet van de thermodynamica begon met de zogenaamde warmtestelling, Wärmetheorem in het Duits, werd in 1906 vastgesteld door Walther Hermann Nernst, die een aanstelling had gekregen bij het Tweede Chemische Instituut van de Universiteit van Berlijn en een permanent lidmaatschap van de Pruisische Academie van Wetenschappen het voorgaande jaar. De derde wet wordt soms ook het postulaat van Nernst of de stelling van Nerst genoemd.
Deze stelling en Einstein's artikel uit 1907 laten zien dat de kwantummechanica voorspelt dat de specifieke hitte van vaste stoffen neigt naar het absolute nulpunt wanneer ze temperaturen bereiken in de buurt van absoluut nul. Dit was belangrijk voor Nernst omdat zijn stelling niet duidelijk een derde wet van de thermodynamica was omdat deze niet kon worden afgeleid uit de eerste twee wetten van de thermodynamica, maar hij voelde dat Einstein-papier en het kwantummechanische werk van Max Planck de claims van zijn theorie toch een derde wet van de thermodynamica is.
Nernst won in 1920 de Nobelprijs voor scheikunde voor dit werk, maar er was controverse over. De Amerikaanse scheikundige Theodore Richards beweerde dat hij, in plaats van Nernst, de derde wet van de thermodynamica had ontdekt, zoals aangegeven door de mogelijke interpretatie van grafieken in een artikel dat hij in 1902 schreef. Nernst's voormalige vriend Svante Arrhenius, al op weg met Nernst over een eerder geschil, werd in de discussie gebracht door Richards en leverde grote inspanningen in het verzetten van Nernst's het ontvangen van de Nobelprijs voor dit werk.
De derde wet van de thermodynamica wordt ook vermeld met behulp van verschillende termen. Bijvoorbeeld: "bij absolute nultemperatuur bereikt entropie absoluut nul." Of "een eindig aantal stappen kan niet worden gebruikt om absoluut nul te bereiken." Of "als de thermische beweging van moleculen zou ophouden, dan zou de toestand van absoluut nul optreden. "Of" Entropie en systeemprocessen stoppen als een systeem het absolute nulpunt nadert. "