Hva er termodynamikkens tredje lov?

Lovene om termodynamikk uttrykker atferden til energi i naturlige systemer slik den kommer til uttrykk i vårt univers. Det er tre lover for termodynamikk pluss en null lov. Den første loven om termodynamikk kalles loven om bevaring av energi. Den sier at energien i universet forblir konstant. Den andre loven om termodynamikk sier at varme ikke kan overføres fra et kaldere til et varmere legeme som eneste resultat, og universets entropi ikke avtar. Den tredje termodynamikkens lov sier ganske enkelt at det er umulig å nå absolutt null. Og den null loven sier at to legemer i termisk likevekt med et tredje legeme er i termisk likevekt med hverandre.

Den tredje termodynamikkloven begynte med den såkalte hetseteoremet, Wärmetheorem på tysk, ble ankommet i 1906 av Walther Hermann Nernst, som hadde fått en avtale ved University of Berlins andre kjemiske institutt og et permanent medlemskap i det prøyssiske akademiet til Vitenskaper året før. Den tredje loven er også kjent som Nernsts postulat eller Nersts teorem også.

Dette teoremet og Einsteins papir fra 1907 som viser at kvantemekanikk forutsier at den spesifikke varmen av faste stoffer vil ha en tendens til absolutt null når de oppnår temperaturer i nærheten av absolutt null, syntes å forsterke hverandre. Dette var viktig for Nernst fordi hans teorem ikke tydelig var en tredje lov om termodynamikk fordi den ikke kunne trekkes fra de to første lovene om termodynamikk, men han følte at Einstein papir og Max Plancks kvantemekanikkarbeid bidro til å styrke påstandene om hans teori om å være en tredje termodynamikklov likevel.

Nernst vant Nobelprisen i kjemi i 1920 for dette arbeidet, men det var uenighet om det. Den amerikanske kjemikeren Theodore Richards hevdet at han, i stedet for Nernst, hadde oppdaget den tredje loven om termodynamikk, som antydet av mulig tolkning av grafer i et papir han skrev i 1902. Nernsts tidligere venn Svante Arrhenius, allerede på utsiden med Nernst over en tidligere tvist, ble brakt inn i diskusjonen av Richards og utøvde stor innsats for å motsette seg at Nernst mottok Nobelprisen for dette arbeidet.

Den tredje loven om termodynamikk er også angitt ved bruk av forskjellige vilkår. For eksempel "ved absolutt null temperatur når entropi absolutt null." Eller "et begrenset antall trinn kan ikke brukes for å nå absolutt null." Eller "hvis den termiske bevegelsen til molekyler skulle opphøre, ville tilstanden til absolutt null oppstå. ”Eller“ Entropi og systemprosesser opphører når et system nærmet seg absolutt null. ”