Hukum Ketiga termodinamika

Hukum Ketiga termodinamika

Hukum ketiga termodinamika terkadang dinyatakan sebagai berikut:

The  dari sempurna  di  adalah persis sama dengan nol.

Pada nol  sistem harus dalam keadaan dengan kemungkinan minimal  , dan pernyataan dari hukum ketiga berlaku jika kristal yang sempurna hanya memiliki satu  Entropi berkaitan dengan jumlah microstates mungkin, dan dengan hanya satu microstate tersedia di nol kelvin, entropi adalah persis nol.

Sebuah bentuk yang lebih umum dari hukum ketiga berlaku untuk sistem seperti  yang mungkin memiliki lebih dari satu keadaan energi minimum:

Entropi dari suatu sistem mendekati nilai konstan karena suhu mendekati nol.

Nilai konstan (tidak selalu nol) disebut Secara fisik, hukum menyiratkan bahwa tidak mungkin untuk prosedur apapun untuk membawa sistem ke nol mutlak suhu dalam jumlah terbatas langkah.

•         Pernyataan Hukum Ketiga Termodinamika : Suatu kristal sempurna pada temperatur nol mutlak mempunyai keteraturan sempurna → entropinya adalah nol.

•         Entropi suatu zat yang dibandingkan dengan entropinya dalam suatu bentuk kristal sempurna pada nol mutlak, disebut Entropi Mutlak

•         Makin tinggi temperatur zat, makin besar entropi mutlaknya

Penjelasan

Dalam istilah sederhana, menyatakan hukum ketiga bahwa entropi dari kristal sempurna mendekati nol sebagai suhu mendekati nol mutlak. Undang-undang ini memberikan titik acuan mutlak untuk penentuan entropi. Entropi ditentukan relatif terhadap titik ini adalah entropi mutlak. Secara matematis, entropi mutlak sistem apapun pada suhu nol adalah log alami dari jumlah _B konstanta k tanah negara kali Boltzmann.

Entropi dari suatu kisi kristal yang sempurna seperti yang didefinisikan oleh teorema Nernst ini adalah nol asalkan keadaan dasar adalah unik, karena ln (1) = 0.

Sebuah contoh dari sistem yang tidak memiliki keadaan dasar yang unik adalah salah satu yang mengandung setengah-bulat  , yang  memberikan dua merosot keadaan dasar. Untuk sistem tersebut, entropi pada suhu nol setidaknya ln (2) (yang diabaikan pada skala makroskopis). Beberapa sistem kristal menunjukkan  , di mana struktur kisi kristal mencegah munculnya keadaan dasar yang unik. Ground-state helium (kecuali di bawah tekanan) tetap cair.

Selain itu, dan solusi yang solid mempertahankan entropi besar di 0K, karena mereka adalah koleksi besar negara hampir merosot, di mana mereka menjadi terperangkap keluar dari keseimbangan. Contoh lain yang solid dengan banyak hampir-degenerate keadaan dasar, terperangkap keluar dari keseimbangan, adalah  , yang memiliki  .