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熱力學(xué)第三定律兩種表述是否等價(jià)?
一、熱力學(xué)第三定律有兩種表述
1、在絕對(duì)溫度趨于0時(shí)，完美晶體的熵也趨于0;
2、不可能通過有限步驟將絕對(duì)溫度降低到0K。
等價(jià)，有各種不同的表達(dá)方式。對(duì)化學(xué)工作者來說，以普朗克(M.Planck,1858-1947,德)表述最為適用。它可表述為“在熱力學(xué)溫度零度(即T=0開)時(shí)，一切完美晶體的熵值等于零?！彼^“完美晶體”是指沒有任何缺陷的規(guī)則晶體。據(jù)此，利用量熱數(shù)據(jù)，就可計(jì)算出任意物質(zhì)在各種狀態(tài)(物態(tài)、溫度、壓力)的熵值。這樣定出的純物質(zhì)的熵值稱為量熱熵或第三定律熵。此定律還可表達(dá)為“不可能利用有限的可逆操作使一物體冷卻到熱力學(xué)溫度的零度。”此種表述可簡(jiǎn)稱為“絕對(duì)零度不可能達(dá)到”原理
熱力學(xué)第三定律認(rèn)為，當(dāng)系統(tǒng)趨近于絕對(duì)溫度零度時(shí)，系統(tǒng)等溫可逆過程的熵變化趨近于零。第三定律只能應(yīng)用于穩(wěn)定平衡狀態(tài)，因此也不能將物質(zhì)看做是理想氣體。絕對(duì)零度不可達(dá)到這個(gè)結(jié)論稱做熱力學(xué)第三定律。
熱力學(xué)第三定律是對(duì)熵的論述。熱力學(xué)第三定律認(rèn)為，當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)趨近于絕對(duì)溫度零度時(shí)(即攝氏-273.15度)，系統(tǒng)的熵變化率乃零。
簡(jiǎn)單而言，在任何能量在由一種形式轉(zhuǎn)為另一種形式過程中，都總會(huì)有一部分能量會(huì)失去，并非100%原原本本地轉(zhuǎn)化。而量度能量轉(zhuǎn)化過程中失去的能量有多少，一般都是以熵值顯示。由于能量在形式轉(zhuǎn)換過程中必有能量損耗，所以在這個(gè)過程中，熵總是會(huì)增加。由于在趨近于絕對(duì)溫度零度時(shí)基本上可說差不多沒有粒子運(yùn)動(dòng)的能量，所以在這個(gè)狀態(tài)下，亦不會(huì)有熵的變化，這樣的熵變化率自然是零。換句話說，絕對(duì)零度永遠(yuǎn)不可能達(dá)到。
簡(jiǎn)稱為“絕對(duì)零度不可能達(dá)到”原理