Nernst ısı teoremi

Walther Nernst

Nernst ısı teoremi, yirminci yüzyılın başlarında Walther Nernst tarafından formüle edildi ve termodinamiğin üçüncü yasasının geliştirilmesinde kullanıldı.

Teorem

Nernst ısı teoremi, mutlak sıfıra yaklaştıkça, kimyasal veya fiziksel dönüşüm için entropi değişikliğinin ΔS'nin 0'a yaklaştığını söylüyor. Bu matematiksel olarak şu şekilde ifade edilebilir:

$\lim _{T\to 0}\Delta S=0$

Yukarıdaki denklem teoremin modern bir ifadesidir. Nernst sıklıkla entropi kavramından kaçınan bir form kullandı.

Teorime bakmanın bir başka yolu, H'nin entalpiyi temsil ettiği Gibbs serbest enerjisinin (G), G = H - TS 'nin tanımıyla başlamaktır. Reaktanlardan sabit sıcaklık ve basınçta ürünlere değişim için denklem $\Delta G=\Delta H-T\Delta S$ olur.

T = 0 sınırında denklem, deneysel verilerle desteklenen, burada gösterilen şekilde gösterildiği gibi sadece ΔG = ΔH'ye düşer. Bununla birlikte, termodinamikten ΔG eğrisinin eğiminin -ΔS olduğu bilinmektedir. Burada gösterilen eğim T → 0 olarak 0 yatay sınırına ulaştığından, sonuç Nernst ısı teoremi olan ΔS → 0'dır.

Nernst ısı teoreminin önemi, daha sonra Max Planck tarafından termodinamiğin üçüncü yasasını vermek için kullanıldığı, yani tüm saf, mükemmel kristalin homojen malzemelerin entropisinin mutlak sıfırda 0 olmasıdır.