ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Принцип недостижимости абсолютного нуля из "Понятия и основы термодинамики" Если энтропия при абсолютном нуле превращается в минус бесконечность, то невозможность достижения абсолютного нуля следует также из уравнения (XIV, 18). Предположим, что состояние С и есть состояние при абсолютном нуле. Тогда 8с превращается в минус бесконечность. Работа тоже превращается в минус бесконечность. Для достижения абсолютного нуля температуры источник работы должен затратить бесконечно большое количество работы. (Температуры не равна абсолютному нулю.) Но это невозможно. [c.405] если теплоемкость системы имеет отличное от нуля значение при абсолютном нуле, то энтропия системы превращается в минус бесконечность при абсолютном нуле. Тогда абсолютный нуль не достижим без затраты бесконечно большого количества работы. [c.405] При (предполагаемом) превращении энтропии в м шус бесконечность при абсолютном нуле последний не только не достижим, но теряет интерес как температура, от которой можно было бы отсчитывать энтропию. Положение резко изменилось после появления квантовой теории и доказательства на основе этой теории, что теплоемкость при абсолютном нуле должна равняться нулю. Поэтому вопрос о возможности (или невозможности) достижения абсолютного нуля должен быть пересмотрен. [c.405] Против возможности достигнуть абсолютного нуля возражал Нернст. Ход его рассуждений в общих чертах был следующп.м. Проведем цикл Карно между, скажем, комнатной температурой и более низкой температурой. В этом случае можно получить некоторое количество работы. Но так как необходимо от источника теплоты с более низкой температурой отбирать теплоту, то цикл не имеет значения для производства работы. Однако если мы можем достигнуть абсолютного нуля и использовать его как наиниз-шую температуру цикла, то тогда, согласно второму началу, источник теплоты с этой температурой совсем не получит теплоты. Мы имеем, таким образом, машину, которая получает теплоту при более высокой температуре и превращает все количество теплоты в работу. Но тогда подобная мащина окажется вечным двигателем второго рода. Чтобы избегнуть этого следствия, Нернст постулировал невозможность достижения абсолютного нуля. Нернст верил, что он доказал эту теорему на основании исчезновения теп лоемкостей при абсолютном нуле и второго начала [3]. [c.406] Доказательство Нернста несостоятельно. Но его предположение о невозможности достижения абсолютного нуля оказалось справедливым. Предположение — следствие третьего начала термодинамики [уравнение (XIV, 14)], а не второго. По уравнению (XIV, 14) при абсолютном нуле изменение энтропии равно нулю при любом объеме системы. Поэтому рис. 35 противоречит третьему началу термодинамики и должен быть заменен рис. 36, согласующимся с этим началом. [c.406] Из рис. 36 следует, что сколько бы раз ни повторять процесс АВС, нет возможности достигнуть абсолютного нуля за конечное число операций. [c.406] Невозможность достижения абсолютного нуля при использовании замороженной фазы можно пояснить и следующим образом. Единственно возможным переходом является нестатический переход из замороженной фазы в стабильную. Но при очень низких температурах справедлив принцип Вертело нестатический переход при этих температурах возможен только при выделении теплоты. Система будет нагреваться и удаляться от абсолютного нуля. [c.407] Зимона как-то спросили Не думаете ли Вы, что дорога к абсолютному нулю не окажется в конце концов голой пустыней Зимон ответил Если дорога — пустыня, то в ней нет источников, из которых можно высасывать энтропию. Поэтому нельзя пойти по такой дороге. Вопрос отпадает сам собой (цит. по [6], стр. 38). [c.407] Интереснейшие исследования — поиски источников энтропии вблизи абсолютного нуля и использование источников для приближения к абсолютному нулю. [c.407] Вернуться к основной статье