Принцип - недостижимость - абсолютный нуль
Cтраница 1
 |
Недостижимость абсолютного нуля температуры. [1] |
Принцип недостижимости абсолютного нуля был выведен Нернс-том из второго закона термодинамики при использовании кругового процесса. Этот вывод был раскритикован Эйнштейном. [2]
Принцип недостижимости абсолютного нуля формулируется следующим образом: невозможно с помощью любой, как угодно идеализированной процедуры за конечное число операций охладить любую систему до 0 К или нагреть любую систему до - ОК. [3]
Этот принцип недостижимости абсолютного нуля Нернст считает наиболее. [4]
Формулируя принцип недостижимости абсолютного нуля, часто исходят, как и для первого и второго начал термодинамики, из невозможности вечного двигателя ( третьего рода): нельзя построить машину, которая работала бы за счет охлаждения тела до абсолютного нуля. [5]
Теорему Нернста часто называют принципом недостижимости абсолютного нуля по следующей причине. [6]
Проверка уравнений (38.30) и (38.32) составляет собственную эмпирическую основу принципа недостижимости абсолютного нуля. В этой связи уравнение (38.32) имеет гораздо большее значение, так как оно относится к адиабатическому размагничиванию, которое было упомянуто в § 12 и которое представляет собой единственный известный способ получения очень низких температур. Теоретический анализ молекулярного механизма, на котором здесь нет возможности остановиться, приводит также к результату, показывающему, что этим путем нельзя достигнуть абсолютного нуля. [7]
Никакие процессы не могут снизить температуру до абсолютного нуля - принцип недостижимости абсолютного нуля. [8]
Нернст, рассматривая круговые процессы, приходит к выводу, что его теорема есть следствие более общего принципа - принципа недостижимости абсолютного нуля. Не существует такого протекающего в конечных измерениях кругового процесса, при котором тело охладилось бы до абсолютного нуля. Этот принцип называется третьим законом термодинамики. [9]
Можно показать, что при очень низких температурах не только энтропия и теплоемкость твердого тела стремятся к нулю и перестают зависеть от температуры, но и многие другие свойства твердых тел ( объем тела, давление насыщенного пара и др.) изменяются с температурой так, что их производные по температуре стремятся к нулю. Этим объясняется принцип недостижимости абсолютного нуля, согласно которому никакие процессы не могут снизить температуру тела до абсолютного нуля. Таким образом, температура, равная абсолютному нулю, в принципе недостижима, хотя наиболее низкая температура, которая достигнута экспериментально, весьма близка к абсолютному нулю и с развитием техники эксперимента может быть снижена еще больше. [10]
Можно показать, что при очень низких температурах не только AS и Дс твердых тел стремятся к нулю и перестают зависеть от температуры, но и многие другие свойства тел ( объем, давление насыщенного пара и др.) изменяются с температурой так, что их производные по температуре стремятся к нулю. Этим объясняется принцип недостижимости абсолютного нуля ( называемый также третьим законом термодинамики), согласно которому никакие процессы не могут снизить температуру до абсолютного нуля. [11]
Можно показать, что при очень низких температурах не только энтропия и теплоемкость твердого тела стремятся к нулю и перестают зависеть от температуры, но и многие другие свойства твердых тел ( объем тела, давление насыщенного пара и др.) изменяются с температурой так, что их производные по температуре стремятся к нулю. Этим объясняется принцип недостижимости абсолютного нуля, согласно которому никакие процессы не могут снизить температуру тела до абсолютного нуля. [12]
Из того факта, что при Т О и энтропия равна нулю, следует, что абсолютный нуль принципиально недостижим, так как нетрудно показать, что если бы существовало тело с температурой, равной нулю, то можно было бы построить вечный двигатель второго рода, что противоречит второму началу термодинамики. Иногда третье начало термодинамики и формулируют как принцип недостижимости абсолютного нуля. [13]
Хаазе, ведет к аналогичному результату. В этом случае тепловой закон Нернста нельзя вывести из принципа недостижимости абсолютного нуля, хотя он, как показано, соответствует экспериментальным данным. Принцип недостижимости абсолютного нуля, с одной стороны, исходит из теплового закона Нернста, так как для каждого простого вещества в конденсированном состоянии он требует существования нулевой энтропии, независимой от рабочих координат. С другой стороны, он не перекрывает область применимости теплового закона Нернста, так как последний можно вывести для фазовых переходов только при ограничивающих условиях. Следствие, вытекающее из теплового закона Нернста, что нулевая энтропия не зависит от кристаллической модификации, не может быть поэтому получено в общем виде из принципа недостижимости абсолютного нуля. Таким образом этот принцип нельзя отождествлять с тепловым законом Нернста, а нужно рассматривать как самостоятельный эмпирический закон. [14]
Важнейшим следствием третьего начала термодинамики является недостижимость абсолютного нуля. Принцип недостижимости абсолютного нуля был сформулирован Нернстом в 1912 г. Попытаемся воспроизвести ход рассуждений Нернста. Проведем цикл Карно в интервале между, скажем, комнатной и более низкой температурой. При этих условиях можно получить некоторое количество работы, но так как для нашей цели необходимо отбирать теплоту от источника теплоты с более низкой температурой, то цикл непригоден для производства работы. Однако если мы можем достигнуть абсолютного нуля и использовать его как наинизшую температуру цикла, то тогда согласно второму началу источник теплоты с этой температурой совсем не получит теплоты. Мы имеем, таким образом, систему, которая получает теплоту при более высокой температуре и превращает все количество теплоты в работу. [15]
Страницы: 1 2