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Terceira lei da termodinâmica

Terceira lei da termodinâmica

A terceira lei da termodinâmica, também chamada de teorema de Nernst, é um teorema da termodinâmica.

Este princípio afirma que a entropia de um sistema na temperatura zero absoluta é uma constante bem definida. Isto é porque, à temperatura de zero absoluto, um sistema está num estado de base, e entropia aumenta são alcançados por degeneração de esta linha de base.

Formulações do terceiro princípio da termodinâmica

Como o segundo princípio da termodinâmica, ao qual está intimamente ligado, isso estabelece a impossibilidade de realizar uma certa classe de fenômenos. Existem várias formulações, uma moderna é a seguinte:

"A entropia de um cristal perfeito no zero absoluto é exatamente igual a 0."

No zero absoluto (zero kelvin), o sistema deve estar em um estado com a menor energia possível, e a afirmação sobre a terceira lei da termodinâmica afirma que um cristal perfeito a essa temperatura mínima tem apenas um possível microestado. A entropia é, na verdade, de um ponto de vista estatístico proporcional ao logaritmo do número de microestados acessíveis, e para um sistema que consiste em muitas partículas, a mecânica quântica indica que existe apenas um único estado chamado estado fundamental com o mínimo de energia . Se o sistema não tiver uma ordem precisa (por exemplo, se for um sólido amorfo)), então, na prática, uma entropia finita permanece até mesmo em zero absoluto, mas o sistema de baixa temperatura permanece bloqueado em uma das muitas configurações que tem energia mínima. O valor constante residual é chamado de entropia residual do sistema.

A formulação deste princípio de acordo com Nernst-Simon refere-se a processos termodinâmicos a baixa temperatura constante:

"A mudança de entropia associada a cada transformação de fase isotérmica reversível é reduzida a zero, já que a temperatura na qual o processo ocorre é de 0 K."

Neste caso, um líquido condensado ou um sólido significa um sistema condensado.

A formulação clássica de Nernst (atualmente considerada mais uma conseqüência da terceira lei da termodinâmica, em vez da própria lei) declara:

"Não é possível para nenhum processo, mesmo idealizado, reduzir a entropia de um sistema ao seu valor zero absoluto através de um número finito de operações (isto é, transformações termodinâmicas). Foi demonstrado em 2017 por Masanes e Oppenheim »

Há também uma formulação da terceira lei que trata do comportamento específico da energia:

"Se o conjunto de dois sistemas termodinâmicos é isolado, então uma troca de energia entre eles tem um valor finito"

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Última revisão: 22 de maio de 2018