{"id":41075,"date":"2019-09-25T22:02:27","date_gmt":"2019-09-25T21:02:27","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/que-es-la-tercera-ley-de-la-termodinamica-tercera-ley-definicion\/"},"modified":"2020-01-13T12:46:41","modified_gmt":"2020-01-13T11:46:41","slug":"que-es-la-tercera-ley-de-la-termodinamica-tercera-ley-definicion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/es\/que-es-la-tercera-ley-de-la-termodinamica-tercera-ley-definicion\/","title":{"rendered":"\u00bfQu\u00e9 es la tercera ley de la termodin\u00e1mica? Tercera ley: definici\u00f3n"},"content":{"rendered":"
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La tercera ley de la termodin\u00e1mica fue desarrollada por el qu\u00edmico alem\u00e1n Walther Nernst durante los a\u00f1os 1906\u201312.\u00a0Esta ley tambi\u00e9n define la temperatura cero absoluta.\u00a0Ingenieria termal<\/div>\n<\/div>\n
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Tercera Ley de Termodin\u00e1mica – Tercera Ley<\/h2>\n

La entrop\u00eda de un sistema se aproxima a un valor constante a medida que la temperatura se acerca al cero absoluto.<\/em><\/p>\n

Basado en evidencia emp\u00edrica, esta ley establece que la\u00a0entrop\u00eda de una sustancia cristalina pura es cero<\/strong>\u00a0en el\u00a0cero absoluto de temperatura<\/strong>\u00a0, 0 K y que es imposible mediante cualquier proceso, sin importar cu\u00e1n idealizado est\u00e9, reducir la temperatura de un sistema a cero absoluto en un n\u00famero finito de pasos.\u00a0Esto nos permite definir un punto cero para la energ\u00eda t\u00e9rmica de un cuerpo.<\/p>\n

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La tercera ley de la termodin\u00e1mica fue desarrollada por el qu\u00edmico alem\u00e1n\u00a0Walther Nernst<\/strong>\u00a0durante los a\u00f1os 1906\u201312.\u00a0Por esta investigaci\u00f3n, Walther Nernst gan\u00f3 el Premio Nobel de Qu\u00edmica de 1920.\u00a0Por lo tanto, la tercera ley de la termodin\u00e1mica a menudo se denomina\u00a0teorema de\u00a0<\/strong>Nernst<\/strong>\u00a0o\u00a0postulado de Nernst<\/strong>\u00a0.\u00a0Como se puede ver, la tercera ley de la termodin\u00e1mica establece que la entrop\u00eda de un sistema en equilibrio termodin\u00e1mico se\u00a0aproxima a cero<\/strong>\u00a0cuando la\u00a0temperatura se acerca a cero.\u00a0<\/strong>O, por el contrario, la\u00a0temperatura absoluta<\/strong>\u00a0de cualquier\u00a0sustancia cristalina pura<\/strong>\u00a0en equilibrio termodin\u00e1mico se\u00a0aproxima a cero<\/strong>\u00a0cuando la\u00a0entrop\u00eda se acerca a cero.<\/strong><\/p>\n

El Teorema del calor de Nernst<\/strong>\u00a0(una consecuencia de la Tercera Ley) es:<\/p>\n

Es imposible para cualquier proceso, sin importar cu\u00e1n idealizado est\u00e9, reducir la entrop\u00eda de un sistema a su valor de cero absoluto en un n\u00famero finito de operaciones.<\/em><\/p>\n

Matem\u00e1ticamente:<\/p>\n

\"teorema<\/a><\/p>\n

El\u00a0teorema del calor de Nernst<\/strong>\u00a0fue utilizado m\u00e1s tarde por un f\u00edsico alem\u00e1n Max Planck para definir la tercera ley de la termodin\u00e1mica en t\u00e9rminos de entrop\u00eda y cero absoluto.<\/p>\n

Algunos materiales (por ejemplo, cualquier s\u00f3lido amorfo) no tienen un orden bien definido en cero absoluto.\u00a0En estos materiales (p. Ej., Vidrio), la entrop\u00eda finita tambi\u00e9n permanece en cero absoluto, porque la estructura microsc\u00f3pica del sistema (\u00e1tomo por \u00e1tomo) se puede organizar de diferentes maneras (W \u2260 1).\u00a0Esta entrop\u00eda constante se conoce como entrop\u00eda residual, que es la diferencia entre un estado de no equilibrio y el estado cristalino de una sustancia cercana al cero absoluto.<\/p>\n

Tenga en cuenta que la definici\u00f3n exacta de entrop\u00eda es:<\/p>\n

Entrop\u00eda = (constante de Boltzmann k) x logaritmo del n\u00famero de estados posibles<\/span><\/strong><\/p>\n

S = k\u00a0<\/span><\/em>B<\/span><\/sub><\/em>\u00a0logW<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n

Esta ecuaci\u00f3n, que relaciona los detalles microsc\u00f3picos, o microestados, del sistema (a trav\u00e9s de\u00a0<\/span>W<\/span><\/em>\u00a0) con su estado macrosc\u00f3pico (a trav\u00e9s de la\u00a0<\/span>entrop\u00eda\u00a0<\/span>S<\/span><\/em><\/strong>\u00a0), es la idea clave de la mec\u00e1nica estad\u00edstica.<\/span><\/p>\n

Cero absoluto<\/span><\/h2>\n

El cero absoluto<\/span><\/strong>\u00a0es la temperatura te\u00f3rica m\u00e1s fr\u00eda, a la cual el movimiento t\u00e9rmico de los \u00e1tomos y las mol\u00e9culas alcanza su m\u00ednimo.\u00a0Este es un estado en el que la entalp\u00eda y la entrop\u00eda de un gas ideal enfriado alcanza su valor m\u00ednimo, tomado como 0.<\/span><\/p>\n

Matem\u00e1ticamente:<\/span><\/p>\n

lim S\u00a0<\/span>T \u2192 0<\/span><\/sub>\u00a0= 0 \u00a0<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n

d\u00f3nde<\/span><\/em><\/p>\n

S = entrop\u00eda (J \/ K)<\/span><\/em><\/p>\n

T = temperatura absoluta (K)<\/span><\/em><\/p>\n

Cl\u00e1sicamente<\/span><\/strong>\u00a0, este ser\u00eda un estado de\u00a0<\/span>inmovilidad<\/span><\/strong>\u00a0, pero\u00a0<\/span>la<\/span><\/strong>\u00a0incertidumbre\u00a0cu\u00e1ntica<\/strong>\u00a0dicta que las part\u00edculas todav\u00eda poseen una\u00a0<\/span>energ\u00eda finita de punto cero<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0<\/span>El cero absoluto<\/span><\/strong>\u00a0se denota como 0 K en la escala Kelvin,\u00a0<\/span>\u2212273.15 \u00b0 C<\/span><\/strong>\u00a0en la escala Celsius y\u00a0<\/span>\u2212459.67 \u00b0 F<\/span><\/strong>\u00a0en la escala Fahrenheit.<\/span><\/p>\n

Relaci\u00f3n con los motores de calor<\/span><\/h2>\n

De acuerdo con el\u00a0<\/span>principio de Carnot,<\/span><\/strong>\u00a0eso especifica l\u00edmites en la eficiencia m\u00e1xima que cualquier motor t\u00e9rmico puede tener es la eficiencia de Carnot. Este principio tambi\u00e9n establece que la eficiencia de un ciclo de Carnot depende \u00fanicamente de la diferencia entre los dep\u00f3sitos de temperatura fr\u00eda y caliente.<\/span><\/p>\n

\"F\u00f3rmula<\/a><\/p>\n

d\u00f3nde:<\/span><\/p>\n