
【化】 Nernst theorem
ability; able; be able to; can; capable; energy; skill
【化】 energy
【医】 energy
this
【化】 geepound
especially; special; spy; unusual; very
【化】 tex
theorem
【化】 theorem
【医】 theorem
能斯特定理(Nernst Theorem)是热力学第三定律的核心表述之一,由德国物理化学家瓦尔特·能斯特(Walther Nernst)于1906年提出。该定理指出:当温度趋近于绝对零度(0 K)时,任何纯物质的完美晶体的熵变趋近于零。这一结论可数学表达为:
$$
lim_{T to 0} Delta S = 0
$$
在英文语境中,该定理被称为Nernst Heat Theorem,强调其与低温下系统热力学行为的关系。
能斯特定理是热力学第三定律的核心表述之一,由德国化学家瓦尔特·能斯特(Walther Nernst)于1906年提出。以下是其详细解释:
能斯特定理指出:当温度趋近于绝对零度(0 K)时,凝聚系的熵趋于一个定值,且对于完美晶体,该定值为零。数学表达式为: $$ lim_{T to 0} S(T) = S_0 = 0 $$ 其中,$S$为熵,$T$为温度,$S_0$为绝对零度时的熵值。
能斯特定理是热力学第三定律的两种经典表述之一(另一种是“绝对零度不可达到原理”):
根据统计力学,系统的熵$S$与微观状态数$Omega$的关系为$S = k ln Omega$。绝对零度下,完美晶体的微观状态唯一($Omega_0 = 1$),因此熵$S_0 = k ln 1 = 0$。这一结论为能斯特定理提供了微观理论基础。
通过以上分析可见,能斯特定理不仅揭示了低温极限下物质熵的行为规律,还为热力学与统计物理的衔接提供了关键桥梁。
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