Vad är termodynamikens tredje lag?

Termodynamikens lagar uttrycker energiets beteende i naturliga system som uttrycks i vårt universum. Det finns tre termodynamiklagar plus en noll lag. Den första termodynamiklagen kallas lagen om bevarande av energi. Det säger att energin i universum förblir konstant. Den andra lagen om termodynamik säger att värme inte kan överföras från en kallare till en varmare kropp eftersom dess enda resultat och universets entropi inte minskar. Den tredje termodynamiklagen säger helt enkelt att det är omöjligt att nå absolut noll. Och nolllagen säger att två kroppar i termisk jämvikt med en tredje kropp är i termisk jämvikt med varandra.

Den tredje termodynamiklagen började med den så kallade värmeteoremet, Wärmetheorem på tyska, anlände 1906 av Walther Hermann Nernst, som hade fått en möte vid University of Berlins andra kemiska institut och ett permanent medlemskap i den Preussiska akademin i Vetenskaper året innan. Den tredje lagen är ibland även känd som Nernsts postulat eller Nersts sats.

Denna teorem och Einsteins papper från 1907 som visade att kvantmekanik förutspår att de specifika värmerna hos fasta ämnen tenderar mot absolut noll när de uppnår temperaturer i närheten av absolut noll tycktes förstärka varandra. Detta var viktigt för Nernst eftersom hans teorem inte tydligt var en tredje lag av termodynamik eftersom det inte kunde dras från de två första lagarna för termodynamik, men han ansåg att Einstein papper och Max Plancks kvantmekanikarbete hjälpte till att stärka påståendena från hans teorin att faktiskt vara en tredje lag av termodynamik ändå.

Nernst vann Nobelpriset i kemi 1920 för detta arbete, men det var kontroverser om det. Den amerikanska kemisten Theodore Richards hävdade att han, snarare än Nernst, hade upptäckt termodynamikens tredje lag, vilket indikerades av den möjliga tolkningen av grafer i ett papper som han skrev 1902. Nernsts tidigare vän Svante Arrhenius, redan på utkanten med Nernst över en tidigare tvist, fördes in i diskussionen av Richards och gjorde stora ansträngningar för att motsätta sig att Nernst fick Nobelpriset för detta arbete.

Termodynamikens tredje lag anges också med olika termer. Till exempel "vid absolut noll temperatur når entropin absolut noll." Eller "ett begränsat antal steg kan inte användas för att nå absolut noll." Eller "om den termiska rörelsen hos molekyler skulle upphöra, skulle tillståndet med absolut noll inträffar. "Eller" Entropi och systemprocesser upphör när ett system närmade sig absolut noll. "