熱力學第三定律英文解釋翻譯、熱力學第三定律的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 third law of thermodynamics

分詞翻譯：

熱力學的英語翻譯：

energetics; thermodynamics
【化】 thermodynamics

第三的英語翻譯：

third; thirdly
【機】 third

定律的英語翻譯：

law
【化】 law
【醫】 law

專業解析

熱力學第三定律（Third Law of Thermodynamics）是熱力學體系的基礎定律之一，其核心表述為：當系統的溫度趨近于絕對零度（0 K）時，所有完美晶體的熵趨近于一個恒定最小值。該定律由德國物理學家瓦爾特·能斯特（Walther Nernst）于1906年提出，因此也被稱為“能斯特熱定理”（Nernst Heat Theorem）。

定律内涵與數學表達

熵的極限性質
在絕對零度下，完美晶體（原子排列完全有序）的熵值趨于零，即 $S0 = 0$。數學表達式為：

$$ lim{T to 0} S(T, V, N) = 0 $$

這一結論可通過量子力學的微觀狀态數解釋：$S = k ln Omega$，當溫度趨近于0 K時，系統微觀狀态數$Omega=1$（唯一基态），故$S=0$。
不可達性推論
定律隱含“絕對零度無法通過有限步驟達到”的物理限制，為低溫實驗提供理論邊界。

應用領域

低溫物理：指導超導、超流等量子現象的研究（如液氦在接近0 K時的行為）。
材料科學：計算晶體材料在極低溫下的熱容與相變行為。
熱力學計算：通過量熱實驗測定物質的絕對熵值，用于化學反應平衡常數預測。

權威參考來源

美國國家标準與技術研究院（NIST）對熱力學定律的闡釋：Thermodynamics Third Law
大英百科全書（Britannica）能斯特定理條目：Nernst Heat Theorem
麻省理工學院開放課程課件：Thermodynamics and Absolute Entropy

（注：部分文獻需通過機構權限訪問完整内容。）

網絡擴展解釋

熱力學第三定律是熱力學的四大基本定律之一，主要描述系統在接近絕對零度時的行為特性。其核心内容可歸納為以下幾點：

一、定義與表述

能斯特熱定理（Nernst定理）
當溫度趨近于絕對零度（0 K）時，任何純物質的完美晶體在等溫過程中的熵變趨近于零。即： $$ lim_{T to 0} Delta S = 0 $$ 這暗示在絕對零度附近，物質的熵不再隨溫度變化。
普朗克表述
普朗克進一步提出，在絕對零度時，純物質的完美晶體熵值為零： $$ S(0 , text{K}) = 0 $$ 這一結論基于“完美晶體”的理想假設，即所有原子/分子處于最低能态且完全有序排列。

二、物理意義

絕對零度不可達：第三定律隱含了“無法通過有限步驟達到絕對零度”的結論，為低溫物理學設定了極限。
熵的基準點：它為熵的計算提供了絕對參考（熵的零點），使得絕對熵的統計成為可能。

三、應用領域

化學與材料科學：通過第三定律可計算物質的标準摩爾熵（如熱力學數據表），用于預測化學反應的自發性。
低溫物理：指導超導、超流等量子現象的研究，例如解釋為何極低溫下某些材料電阻消失。
工程領域：優化制冷技術（如稀釋制冷機）的設計，推動接近0 K的實驗進展（目前實驗室最低溫已達約$10^{-9}$ K）。

四、例外與補充

非完美晶體：如玻璃或無序合金，即使在0 K時仍可能保留殘餘熵（稱為“凍結熵”）。
量子漲落：在極低溫下，量子效應可能導緻零點能的存在，此時經典熱力學理論需結合量子統計修正。

五、與其他定律的關系

補充第二定律：第二定律定義熵增方向，第三定律則限定了熵的絕對最小值。
支持統計力學：熵的微觀解釋（玻爾茲曼公式$S = k ln Omega$）與第三定律一緻——完美晶體的微觀狀态數$Omega=1$，故$S=0$。

熱力學第三定律雖基于理想條件，但為理解物質在極端條件下的行為提供了關鍵框架，并推動了現代低溫技術的突破。