Page 85 - 6375

сталої повинно мати виняткове теоретичне і практичне значення, розширюючи коло питань,

які можна досліджувати методами термодинаміки.
Розв’язання цієї задачі в рамках феноменологічної термодинаміки можливе тільки на

основі цілком відмінного від першого і другого законів постулату, який повинен становити

узагальнення зовсім нових експериментальних даних. У 1906 р. німецький фізико-хімік
В.Нернст (1864 − 1941) на основі існуючих дослідних даних дістав загальні висновки щодо

поведінки ентропії конденсованих систем поблизу абсолютного нуля температур, що й

привело до встановлення третього закону термодинаміки. Знайдені Нернстом закономірності
стосувались низьких температур і тісно пов’язані з проблемою хімічної спорідненості.

Аналізуючи результати експериментальних досліджень поведінки речовин при
низьких температурах, Нернст сформулював третій закон термодинаміки так: при

наближенні температури до абсолютного нуля ентропія будь-якої рівноважної системи при
ізотермічних процесах перестає залежати від термодинамічних параметрів стану і при → 0

набуває ту саму для всіх систем сталу величину, яку можна вважати такою, що дорівнює

нулю. М. Планк припустив, що поблизу абсолютного нуля має місце не тільки незмінність
ентропії в довільному ізотермічному процесі, а й що сама ентропія перетворюється в нуль

при абсолютному нулі температур, тобто

lim = 0. (19)
→0

При цьому Планк поширив це твердження з випадку конденсованих систем, які
тільки і розглядав Нернст, на довільні системи. Формула (19) – це найбільш загальне

вираження третього закону термодинаміки.

З третього закону термодинаміки безпосередньо випливає положення про
недосяжність абсолютного нуля температур. Це положення випливає з того факту, що всі

фізичні методи одержання наднизьких температур грунтуються на застосуванні адіабатних

процесів, які приводять до охолодження систем, що виконують ці процеси. Проте при
наближенні до абсолютного нуля відмінність між адіабатними й ізотермічними процесами

дедалі зменшується і в точці абсолютного нуля зовсім зникає. Таким чином, з наближенням
до абсолютного нуля ефект адіабатного охолодження стає все меншим, поки зовсім не

зникне. Отже, можна тільки асимптотично наближатися до абсолютного нуля, ніколи його не
досягаючи.

Іноді третій закон термодинаміки формулюють як принцип недосяжності

абсолютного нуля.
З третього закону термодинаміки також випливає, що при наближенні до

абсолютного нуля теплоємності і всіх тіл прямують до нуля, тобто