熵
为了理解热力学第三定律,我们必须理解熵和绝对温度。
熵的概念很简单。可以观察到,供给系统的所有热能在转化为功能时,并不是同等重要或有价值的。热能在较高的温度下供给系统,有更多的可能转化为功能。而另一方面,在较低温度下提供给系统的热能,转化为功能的可能性最小。
熵基本上被定义为热量的函数,它表明热量转化为功能的可能性。当系统在较高的温度下提供热量时,熵的增量会很小,而另一方面,当系统在较低的温度下提供热量时,熵的增量会更大。
因此,可以这样表示,当熵最大时,转化为功能的可能性最小,而当熵最小时,转化为功能的可能性很大。
简单地说,我们可以这样表示熵
当可逆过程向热力学系统提供热能时,热力学系统的熵变可表示为
∆S = Q/T,温度恒定
dS = dQ/T,温度不是恒定的
如果系统从状态a到状态b是可逆的,我们会有
熵基本上取决于热力学系统的初态和终态,而不取决于过程所遵循的路径。
绝对温度
相对于绝对零度测量的温度称为绝对温度。开尔文是绝对温度的测量单位,用k表示。绝对零度表示0K。绝对温度也称为热力学温度
热力学第三定律
热力学第三定律是自然界的一个基本定律,它是无法被证明的,但它总是被观察到,它是不可违背的,总是被自然界遵循。
热力学第三定律是基于对完美结晶固体在绝对零度下的熵的研究。
热力学第三定律是基于对完美结晶固体在绝对零度下的熵的研究。
根据热力学第三定律,“在绝对零度温度下,完美结晶固体的熵为零”。
在有限的步骤内,以任何方式将系统的熵降至零点熵值都是不可能的。
它也可以表达为;在有限的操作次数内,不可能把系统的温度降到绝对零度。
用一种简单的方法,我们可以这样表述热力学第三定律
如果绝对温度接近于零,那么完美结晶固体的熵将接近于零。热力学第三定律为测量熵提供了一个绝对的基准点。
我们将在下一篇文章中从另一个话题开始讨论。
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