третье начало термодинамикизакон
Вальтер Нернст в 1906 году предположил, что при абсолютном нуле энтропия химических реакций обращается в ноль. Позже Макс Планк обобщил это до утверждения, что энтропия любого идеального кристалла при T=0 равна нулю. Энтропия — это мера неупорядоченности или количества способов, которыми система может быть устроена на микроуровне; при абсолютном нуле возможен лишь один, самый упорядоченный.
Как работает
Учёные используют лазерное охлаждение и адиабатическое размагничивание, чтобы достичь температур в миллиардные доли градуса выше абсолютного нуля, но никогда — его самого. Даже в космосе, где очень холодно, всегда остаётся около 2,7 градусов тепла после Большого взрыва.
💡 Чайник никогда не закипит сам по себе, вбирая тепло из комнаты — этому мешает третье начало, сужающее путь к халявной энергии.
\lim_{T \to 0} S(T) = 0
S — энтропия системы, T — абсолютная температура (К); предел энтропии при стремлении температуры к нулю равен нулю для идеального кристалла
S = k_B \ln \Omega
S — энтропия, k_B — постоянная Больцмана (≈ 1,38×10⁻²³ Дж/К), Ω — число микросостояний; при T = 0 для совершенного кристалла Ω = 1, следовательно S = 0