
【化】 Nernst heat theorem
ability; able; be able to; can; capable; energy; skill
【化】 energy
【医】 energy
this
【化】 geepound
doff; escape from; miss out; pull off; take off
【医】 de-; des-
ardent; caloric; craze; eager; fever; heat; hot; warm
【化】 heat
【医】 calor; cauma; febris; fever; fievre; heat; hyperthermia; hyperthermy
phlegmasia; phlegmonosis; pyreto-; pyro-; therm-; thermo-
law
【化】 law
【医】 law
能斯脱热定律(Nernst Heat Theorem),又称热力学第三定律(Third Law of Thermodynamics),是热力学的基本定律之一,由德国物理化学家瓦尔特·能斯脱(Walther Nernst)于1906年提出。该定律描述了系统在趋近绝对零度时的行为,其核心内容可概括为:
定律表述
当系统的温度趋近于绝对零度(0 K 或 -273.15°C)时,所有完美晶体(处于内平衡态)的熵(Entropy)趋近于一个恒定最小值。通常约定,在绝对零度时,完美晶体的熵为零: $$ lim_{T to 0^+} S = S_0 = 0 $$ 其中 ( S ) 是熵,( T ) 是热力学温度。
推论:不可能达到绝对零度
该定律的一个重要推论是:不可能通过有限步骤将任何系统的温度降低到绝对零度。这意味着绝对零度是一个可以无限接近但无法达到的极限状态。
物理意义
普朗克表述
马克斯·普朗克(Max Planck)对能斯脱热定律进行了更明确的表述:在绝对零度时,所有纯元素或纯物质的完美晶体的熵等于零。这强调了“完美晶体”的重要性,因为晶体缺陷或无序会导致即使在绝对零度下熵也不为零。
汉英对照关键术语:
参考来源:
能斯脱热定律(Nernst Heat Theorem)是热力学第三定律的重要理论基础,由德国物理化学家瓦尔特·能斯脱(Walther Nernst)于1906年提出。以下是其核心内容和意义的详细解释:
基本表述
该定律指出:当温度趋近于绝对零度(0 K)时,任何等温可逆过程的熵变(ΔS)趋近于零。数学表达式为:
$$lim_{T to 0} Delta S = 0$$
这意味着在极低温下,系统的熵不再随状态变化而改变。
与热力学第三定律的关系
能斯脱热定理是热力学第三定律的早期形式,后来被马克斯·普朗克进一步推广为:在绝对零度时,完美晶体的熵值为零。这为熵的绝对计算提供了基准点。
实验基础
能斯脱通过研究低温化学反应发现,当温度趋近绝对零度时,化学反应的吉布斯自由能变化(ΔG)与焓变(ΔH)趋于相等,且两者对温度的导数趋零。这表明此时系统的熵变可忽略。
物理意义
应用领域
该定律在低温物理、材料科学和量子统计力学中具有重要价值,尤其在超导、超流等量子现象的研究中提供了理论基础。
英文对应:Nernst Heat Theorem(中提及的翻译)。
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