Thermodynamique.
Transformation de l'énergie

Énergie thermique I de combustion.
Effets de la thermodynamique

Entropie

La troisième loi de la thermodynamique

La troisième loi de la thermodynamique

La troisième loi de la thermodynamique, parfois appelé théorème de Nernst ou Postulatum Nernst concerne l'entropie et la température d'un système physique.

La troisième loi de la thermodynamique stipule que le zéro absolu ne peut être atteint en un nombre fini d'étapes. Le troisième principe de la thermodynamique peut également être défini comme en arrivant au zéro absolu, 0 degrés Kelvin, tout processus d'un système physique est arrêté et après avoir atteint l'entropie du zéro absolu atteigne une valeur minimale et constante.

Ce principe stipule que l'entropie d'un système à la température zéro absolue est une constante bien définie. En effet, à la température zéro absolue, un système est à l'état basique et les augmentations d'entropie sont obtenues par dégénérescence à partir de cet état de base.

Le théorème de Nernst indique que l'entropie d'un cristal parfait de n'importe quel élément à la température zéro absolue est égale à zéro. Cependant, cette observation ne tient pas compte du fait que les vrais cristaux doivent être formés à des températures supérieures à zéro. Par conséquent, ils auront des défauts qui ne seront pas éliminés lorsqu'ils seront refroidis au zéro absolu. Comme ce ne sont pas des cristaux parfaits, les informations nécessaires pour décrire les défauts existants augmenteront l'entropie du cristal.

Les théorèmes et les énoncés du troisième droit de la thermodynamique

Terorema de Nernst: Une réaction chimique entre des phases cristallines pures qui se produit au zéro absolu ne produit aucun changement dans l'entropie.

Déclaration de Nernst-Simon: Le changement d'entropie résultant de toute transformation isotherme réversible d'un système tend vers zéro lorsque la température approche de zéro.

Déclaration de Nernst-Simon

Déclaration de Planck: Pour T → 0, l'entropie de tout système en équilibre se rapproche d'une constante indépendante des autres variables thermodynamiques.

Théorème de l'inaccessibilité absolue du zéro: il n'y a pas de processus capable de réduire la température d'un système au zéro absolu dans un nombre fini d'étapes.

4ème Callen Postulat: L'entropie de tout système est annulée dans l'état pour lequel

4e postulat de Callen

L'histoire du troisième droit de la thermodynamique

La troisième loi a été développée par le chimiste Walther Nernst dans les années 1906 à 1212 et c'est pourquoi elle est souvent appelée le théorème de Nernst ou le postulat de Nernst. La troisième loi de la thermodynamique stipule que l'entropie d'un système à zéro absolu est une constante bien définie. C'est parce qu'il y a un système de température zéro dans son état fondamental, donc son entropie est déterminée uniquement par la dégénérescence de l'état fondamental.

En 1912, Nernst a déclaré la loi ainsi: "Il est impossible qu'une procédure conduise à l'isotherme T = 0 dans un nombre fini d'étapes".

Une autre version de la troisième loi de la thermodynamique établie par Gilbert N. Lewis et Merle Randall en 1923: « Si l'entropie de chaque élément dans un état cristallin (parfait) est considérée comme nulle à la température du zéro absolu, chaque substance a une entropie positive finie; mais au zéro absolu de la température, l'entropie peut devenir nulle et c'est le cas des substances cristallines parfaites. "

Cette version indique que non seulement Δ S atteindra zéro à 0 degrés Kelvin, mais que S atteindra également zéro tant que le cristal aura un état fondamental avec une seule configuration. Certains cristaux forment des défauts qui provoquent une entropie résiduelle. Cette entropie résiduelle disparaît lorsque les barrières cinétiques pour la transition vers un état fondamental sont surmontées.

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Références

Dernier examen: 12 avril 2018