Saturday, May 3, 2014

white01 热力学第三定律要求在温度为绝对零度时(如果能达到),系统的熵(无论物质处于何种物态)为定值, 熔化曲线在绝对零度点的切线斜率为零

热力学第三定律[编辑]
维基百科,自由的百科全书
跳转至: 导航搜索
热力学第三定律热力学的四条基本定律之一,表述热力学系统在温度趋近于绝对零度时趋于定值,特别地,对于完整晶体,这个定值为零。
这一定律由瓦尔特·能斯特归纳得出,并提出其表述,因而又常被称为能斯特定理能斯特假定。1923年,吉爾伯特·牛頓·路易士梅尔·兰德尔英语Merle Randall提出另一种表述。
随着统计力学的发展,这一定律,正如其他热力学定律一样,得到了解释,而不再是只能由实验验证的经验定律
这一定律虽然由于适用条件的限制,应用范围并不如热力学第一第二定律广泛,但仍有重要意义——特别是在物理化学领域。[1]


定律的引出和表述[编辑]

瓦爾特·能斯特

定律的解释[编辑]

定律的数学表述[编辑]

考察一个内部处于热力学平衡封闭系统。由于系统处于平衡态,其内部不会进行不可逆过程,因而熵增为零。

定律的实验验证[编辑]

由定律可得到的几个结论[编辑]

绝对零度是不可达到的[编辑]

File:Can T=0 be reached.jpg
当温度趋近绝对零度时,只有熵不是常值时,才能通过有限的过程达到,否则是不可能的
由热力学第三定律我们可以知道,无论通过多么理想化的过程,都不可能通过有限次数的操作将任意一个热力学系统的温度降到绝对零度。

熱容量[编辑]

蒸汽压[编辑]

潜热[编辑]

³He和⁴He的熔化曲线在有限压强下都会延伸趋近绝对零度。在熔化曲线上各点表述的条件下,系统会处于固液相平衡。而热力学第三定律要求在温度为绝对零度时(如果能达到),系统的熵(无论物质处于何种物态)为定值。由此,可以推出在绝对零度时(如果能达到),系统熔化的潜热是零。另外,在这一结论基础上,通过克劳修斯-克拉佩龙方程可以得到,熔化曲线在绝对零度点的切线斜率为零。

热膨胀系数[编辑]

热膨胀系数定义为\alpha_V = \frac{1}{V_m} \left(\frac{\part V_m}{\part T}\right)_{p}.
考虑麦克斯韦关系\left(\frac{\part V_m}{\part T}\right)_{p}=-\left(\frac{\part S_m}{\part p}\right)_T
和式(8) 取 Xp时的情况,
可以看出\lim_{T \rightarrow 0}\alpha_V=0.,即对于任何材料,当温度趋于绝对零度时,其热膨胀系数也会趋于零。


第5讲.ppt

cc.sjtu.edu.cn/G2S/Utility/download2.aspx?type=2... 轉為繁體網頁
普朗克(1900):黑体辐射定律要求引入能量子概念与微观粒子全同性的量子统计,否则可能破缺热力学第三定律(瑞利-金斯的紫外灾难:电磁场无限自由度+能量均分) ...
  • [PPT]

    第5讲

    cc.sjtu.edu.cn/G2S/Utility/download2.aspx?type=2... 轉為繁體網頁
    这个紫外灾难问题的深入分析得出的结论是,连续的电磁场和分立的质点体系在能量均分条件下达到热平衡态时,必然破缺热力学第三定律。在能量均分原理应当取得 ...
  • [PPT]

    第6讲.ppt

    cc.sjtu.edu.cn/G2S/Utility/download2.aspx?type=2... 轉為繁體網頁
    4维时空有10个凯林场,具有最大对称性的只有3种:德西特时空,反德西特时空,闵氏 ...... 时间终结的违背广义热力学第三定律的条件下证明的,没有合理的物理意义。
  • [DOC]

    第一二章.doc

    cc.sjtu.edu.cn/G2S/Utility/download2.aspx?type=2... 轉為繁體網頁
    (D)若两物体分别与第三物体成热平衡,则此两物体的温度. 相同。 2.下列对 ..... 热力学第定律ΔU=ΔQ+ΔW ( ). 2.体积功W=- ( ). 3.封闭系统、恒容ΔU=Qv ( ). 4.
  • [PPT]

    第7讲工业革命与启蒙运动 - 课程中心

    cc.sjtu.edu.cn/G2S/Utility/download2.aspx?type=2... 轉為繁體網頁
    3)归纳法推理要以自然齐一律和普遍因果定律为基础,但二者没有经验的证据,只不过 ..... 拉梅—1814年入学,弹性力学创始人; 卡诺—1812年入学,热力学第定律 ...
  • [DOC]

    大学化学思考题.doc

    cc.sjtu.edu.cn/G2S/Utility/download2.aspx?type=2... 轉為繁體網頁
    从可行性、加快速率、提高效率和效益的角度,应用热力学和动力学原理解决 ... 的标准平衡常数分别为K1θ,K2θ,K3θ,从盖斯定律及Kθ与△Gθ的关系出发,讨论各 ...
  • [PPT]

    第4讲

    cc.sjtu.edu.cn/G2S/Utility/download2.aspx?type=2... 轉為繁體網頁
    第三,给当时占统治地位的形而上学机械论自然观以巨大的冲击,引起了人们自然 ... 理论自然科学的许多一般的原理(惯性原理,能量守恒定律等等),往往很难说 ...... 法国哲学家迈耶逊反对闵可夫斯基将时间彻底空间化的主张,指出热力学不可逆性是 ...
  • [DOC]

    第三

    cc.sjtu.edu.cn/G2S/Utility/download2.aspx?type=2... 轉為繁體網頁
    第三章. 一. 选择题:. 1. 在25℃时,纯液体A的,纯液体B的。假设两液体能形成理想 .... 3.某气体溶解于水中构成稀溶液,能遵循亨利定律,已知该气体在1×105Pa下 ... 对于多组分多相系统达到热力学平衡的条件下,下列描述中哪一种是不正确的?( ).
  • [PDF]

    V

    cc.sjtu.edu.cn/G2S/Utility/download2.aspx?type=2... 轉為繁體網頁
    3.2 The Functions F and G (3). TS ..... 1 α α α α. EX: copper,. 1. 6. 107.16. -. -. ×. = K l α l dl. V. Vd l. V. lV. 3 ln3 ln. 3. = = = ..... 热力学第定律或熵增原理可推得:.
  • [PPT]

    (第5讲).

    cc.sjtu.edu.cn/G2S/Utility/download2.aspx?type=2... 轉為繁體網頁
    3)氧气在燃烧时被消耗; ... 19世纪,人们将燃烧作为热力学平衡体系来研究,阐明了燃烧过程中重要的平衡热力学特性。 .... 体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关,而这可以看出,盖斯定律实际上是“内能和焓是状态函数”这一结论的进一步体现。
  • No comments:

    Post a Comment