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Quel est le théorème de Nernst – Le postulat de Nernst – Définition

Le théorème de Nernst ou le postulat de Nernst stipule qu’il est impossible de réduire l’entropie d’un système à sa valeur zéro absolu en un nombre fini d’opérations.

Troisième loi de la thermodynamique – Troisième loi

La troisième loi de la thermodynamique a été développée par le chimiste allemand Walther Nernst au cours des années 1906-12. Pour cette recherche, Walther Nernst a remporté le prix Nobel de 1920 en chimie. Par conséquent, le troisième principe de la thermodynamique est souvent appelée théorème de Nernst ou postulat de Nernst . Comme on peut le constater, le troisième principe de la thermodynamique stipule que l’entropie d’un système en équilibre thermodynamique approche de zéro lorsque la température est proche de zéro. Ou inversement, la température absolue de toute substance cristalline pure en équilibre thermodynamique approche de zéro lorsque l’ entropie s’approche de zéro.

Le théorème de Nernst Heat (une conséquence de le troisième principe) est:

Il est impossible pour un processus quelconque, aussi idéalisé soit-il, de réduire l’entropie d’un système à sa valeur zéro absolu en un nombre fini d’opérations.

Mathématiquement:

théorème de Nernst

Le théorème de la chaleur de Nernst a ensuite été utilisé par le physicien allemand Max Planck pour définir le troisième principe de la thermodynamique en termes d’entropie et de zéro absolu.

Certains matériaux (par exemple tout solide amorphe) n’ont pas d’ordre bien défini au zéro absolu. Dans ces matériaux (par exemple le verre), une entropie finie reste également à zéro absolu, car la structure microscopique du système (atome par atome) peut être agencée de différentes manières (W 1). Cette entropie constante est appelée entropie résiduelle, c’est-à-dire la différence entre un état de non-équilibre et l’état de cristal d’une substance proche du zéro absolu.

Notez que la définition exacte de l’entropie est:

Entropie = (constante de Boltzmann k) x logarithme du nombre d’états possibles

S = k B logW

Cette équation, qui relie les détails microscopiques, ou micro-états, du système (via W ) à son état macroscopique (via l’ entropie S ), est l’idée clé de la mécanique statistique.

Zéro absolu

Le zéro absolu est la température théorique la plus froide à laquelle le mouvement thermique des atomes et des molécules atteint son minimum. Il s’agit d’un état dans lequel l’enthalpie et l’entropie d’un gaz parfait refroidi atteint sa valeur minimale, prise égale à 0.

Mathématiquement:

lim S T → 0 = 0  

S = entropie (J / K)

T = température absolue (K)

Classiquement , ce serait un état d’ immobilité , mais l’ incertitude quantique dicte que les particules possèdent toujours une énergie de point zéro finie . Le zéro absolu est noté 0 K sur l’échelle Kelvin, −273,15 ° C sur l’échelle Celsius et −459,67 ° F sur l’échelle Fahrenheit.

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Cet article est basé sur la traduction automatique de l’article original en anglais. Pour plus d’informations, voir l’article en anglais. Pouvez vous nous aider Si vous souhaitez corriger la traduction, envoyez-la à l’adresse: translations@nuclear-power.com ou remplissez le formulaire de traduction en ligne. Nous apprécions votre aide, nous mettrons à jour la traduction le plus rapidement possible. Merci