قانون سوم ترمودینامیک

انون سوم ترمودینامیک به ما چه می گوید.اتم‌ها، مولکول‌ها یا یون‌هایی که یک سیستم شیمیایی را تشکیل می‌دهند، می‌توانند حرکت‌هایی مختلف، از جمله انتقالی، چرخشی و یا ارتعاشی داشته باشند. هرچه حرکت مولکولی یک سیستم بیشتر باشد، آنتروپی آن سیستم نیز بیشتر خواهد بود. یک سیستمِ کاملا منظم‌شده تنها یک حالت را می‌تواند اختیار کند و آنتروپی آن نیز برابر با صفر است. تنها سیستمی که می‌تواند این حالت را داشته باشد، یک کریستال کامل منظم است که در دمای صفر مطلق (0K) قرار گرفته است بیان دیگه قانون سوم ترمودینامیک بیان می‌کند که آنتروپی هر ماده کریستالی کامل، در دمای صفر مطلق، برابر با صفر است. این قانون همچنین عنوان می‌کند که هرگز نمی‌توان به دمای صفر مطلق دست یافت.آنتروپی مطلق یک ماده در هر دمایی بالاتر از صفر درجه، با استفاده از مقدار گرمایی محاسبه می‌شود که به‌منظور رساندن ماده مذکور از دمای صفر به دمای مدنظر، مورد نیاز است.با فرض این‌که تغییر آنتالپیِ ناشی از تغییر فاز یک ماده، برابر با δH باشد، در این صورت مقدار افزایش آنتروپی نیز برابر است با:
Δ
H
T
Δ
H
T
Δ
H
T
ظرفیت حرارتی C که برای یک ماده تعریف می‌شود، برابر با مقدار انرژی مورد نیاز به منظور افزایش دما به اندازه ۱ واحد است. مقدار افزایش آنتروپی با توجه به این کمیت برابر است با:
Δ
H
T
S
0
→
T
=
∫
T
0
C
p
T
d
t
Δ
H
T
من اینطور میگم ابتدا فرض می کنیم مخزنی با صفر مطلق دما وجود دارد ، پس اگر یک موتور گرمایی کارنو بین دو مخزن دمای صفر مطلق و دمای محدود کار کند چه اتفاقی می افتد؟در می یابید که موتور گرما با بازدهی به اندازه
η
=
1
−
T
c
T
H
=
1
کار می کند و گرمای صفر را به مخزن دمای پایین منتقل می کند.این بدان معنی است که موتور گرما انرژی را به صورت گرما از یک مخزن حرارتی منفرد جذب می کند و مقدار معادل کار ارائه می دهد ، که قطعاً قانون دوم ترمودینامیک را که در بالا ذکر شد نقض می کند.