Третій закон термодинаміки

Перший закон термодинаміки є загальним законом природи. Він призводить до поняття енергії. Другий закон термодинаміки призводить до понять ентропії та температури (якраз за допомогою цього закону доведено існування абсолютної температури).

Теплова теорема Нернста не вводить нових понять, а лише встановлює граничні властивості знайдених раніше величин – ентропії і теплоємкості.

Дослідження залежності DН і DG різних реакцій від температури аж до температур, близьких до абсолютного нуля, показало, що ці залежності мають вигляд, зображений на рис. 6.2. Це дозволило Нернсту сформулювати третій закон термодинаміки: для реакцій, які протікають в конденсованих системах, при наближенні температури до абсолютного нуля криві теплового ефекту і ізобарного потенціалу реакцій зливаються і мають загальну дотичну, що паралельна осі температур (абсцис).

У математичній формі теплова теорема Нернста має вигляд

.

З теплової теореми випливають наступні важливі наслідки:

- для реакцій, які протікають у конденсованих системах, стала інтегрування дорівнює нулю (В = 0);

- при абсолютному нулі ентропія і теплоємкість будь-якої кристалічної речовини дорівнюють нулю (постулат Планка): S_o = 0 і С_о = 0.

У зв'язку з цим показано, що ніякими процесами неможливо досягти температури рівної нулю кельвіна. Дійсно, оскільки теплоємкість речовин при наближенні до нуля прагне теж до нуля, то неможливо повністю відібрати тепло від охолоджуваного тіла і досягти абсолютного нуля.

Слід зазначити, що для реакцій, які проходять з участю газів, теплова теореми не придатна. У цьому випадку В ¹ 0.