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Troisième loi de la thermodynamique
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La troisième loi de la thermodynamique stipule que, à mesure que la température approche du zéro absolu, l'entropie d'un système atteint une valeur constante. Généralement, cette constante est zéro, ce qui signifie qu'il n'existe qu'un seul état microscopique possible pour le système.
ID:(1468, 0)
Mécanismes
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La troisième loi de la thermodynamique stipule qu'à mesure qu'un système approche du zéro absolu, l'entropie du système approche d'une valeur minimale. Au zéro absolu, l'entropie d'une substance parfaitement cristalline devient nulle. Cette loi implique qu'il est impossible d'atteindre le zéro absolu par une série finie de processus. La troisième loi fournit également un point de référence pour la détermination de l'entropie, garantissant que les valeurs d'entropie sont absolues et non relatives. Elle a des implications significatives pour le comportement des matériaux à des températures très basses, influençant des phénomènes tels que la supraconductivité et la chaleur spécifique des substances. En essence, la troisième loi établit une base pour l'entropie et souligne l'inaccessibilité du zéro absolu, mettant en avant les limitations inhérentes aux processus de refroidissement.
Mécanismes
ID:(15252, 0)
Troisième loi de la thermodynamique
Description
La troisième loi de la thermodynamique [1] stipule qu'à mesure que la a température absolue ($T$) d'un système approche du zéro absolu, la a entropie dans la limite de température nulle ($S$) d'une substance cristalline parfaite approche une valeur minimale, typiquement zéro. Cela implique qu'il est impossible d'atteindre le zéro absolu par un nombre fini de processus car l'entropie deviendrait constante. Essentiellement, la troisième loi établit que l'entropie d'un cristal parfait au zéro absolu est nulle et souligne l'inaccessibilité du zéro absolu en raison de la quantité infinie d'énergie nécessaire pour l'atteindre.
| $\lim_{T\rightarrow 0}S=0$ |
Cette loi a des implications significatives pour comprendre le comportement des matériaux à des températures très basses et fournit un point de référence fondamental pour calculer les valeurs d'entropie.
[1] "Über die Berechnung chemischer Gleichgewichte aus thermischen Messungen" (Sur le calcul des équilibres chimiques à partir de mesures thermiques), Walther Nernst, Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, Mathematisch-Physikalische Klasse, 1906
ID:(11130, 0)
Calcul d'entropie
Concept
La relation de a variation de chaleur ($\delta Q$) avec a température absolue ($T$) et a variation d'entropie ($dS$) peut être exprimée comme suit :
| $ \delta Q = T dS $ |
Lorsque nous combinons cela avec la relation entre a chaleur fournie au liquide ou au solide ($\Delta Q$), a chaleur spécifique de l'échantillon ($C$) et a variation de température dans un liquide ou un solide ($\Delta T$) :
| $ \delta Q = C dT $ |
Nous obtenons cette relation dans la limite infinitésimale, où :
$\delta Q = C dT = T dS$
Après intégration, cela nous conduit à l'équation suivante :
| $ S = S_0 + C \log\left(\displaystyle\frac{ T }{ T_0 }\right)$ |
avec la condition que a entropie de base ($S_0$) soit inférieur à A température de base ($T_0$).
ID:(15705, 0)
Entropie et changement de phase
Description
Si l'entropie est estimée en fonction de la température, les observations suivantes peuvent être faites :
• Dans chaque phase (solide, liquide, gazeux), l'entropie a tendance à augmenter légèrement avec la température.
• Lors de chaque transition de phase, il y a un saut significatif dans l\'entropie.
Cela peut être représenté de la manière suivante :
Ainsi, on peut comprendre l\'entropie comme une mesure moyenne des degrés de liberté qu\'un système possède. Alors que dans chaque phase, l\'entropie augmente progressivement car quelques degrés de liberté supplémentaires sont \\"libérés\\", lors des transitions de phase, l\'augmentation de l\'entropie est importante. Dans un solide, de multiples liaisons restreignent le mouvement des atomes, ce qui limite les degrés de liberté. Dans un liquide, de nombreuses liaisons sont rompues, créant de nouvelles libertés qui permettent les mouvements relatifs et entraînent de nombreux nouveaux degrés de liberté. Enfin, lors de la transition vers la phase gazeuse, toutes les liaisons sont perdues et chaque particule a ses trois degrés de liberté. À mesure que la température augmente, les particules peuvent tourner et osciller, introduisant de nouveaux degrés de liberté et des augmentations supplémentaires de l\'entropie.
ID:(11187, 0)
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Calculs
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à 
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Calculs
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Cible : Équation À utiliser 
Équations
$ \delta Q = C dT $
DQ = C * DT
$ \delta Q = T dS $
dQ = T * dS
$ S = S_0 + C \log\left(\displaystyle\frac{ T }{ T_0 }\right)$
S = S_0 + C *log( T / T_0 )
$\lim_{T\rightarrow 0}S=0$
S_T>0=0
ID:(15311, 0)
Troisième loi de la thermodynamique
Équation
La troisième loi de la thermodynamique stipule que lorsqu'un système est amené à une température absolue de zéro, son entropie tend vers zéro. Cela peut être exprimé de la manière suivante:
| $\lim_{T\rightarrow 0}S=0$ |
ID:(10270, 0)
Deuxième loi de la thermodynamique
Équation
Le différence de chaleur inexacte ($\delta Q$) est égal à A température absolue ($T$) fois a variation d'entropie ($dS$) :
| $ \delta Q = T dS $ |
ID:(9639, 0)
Contenu calorique
Équation
Lorsque a chaleur fournie au liquide ou au solide ($\Delta Q$) sont ajoutés à un corps, nous observons une augmentation proportionnelle de a variation de température dans un liquide ou un solide ($\Delta T$). Par conséquent, nous pouvons introduire une constante de proportionnalité A capacité calorique ($C$), appelée capacité thermique, qui établit la relation suivante:
| $ \delta Q = C dT $ |
| $ \Delta Q = C \Delta T $ |
ID:(3197, 0)
Calcul d'entropie
Équation
A entropie ($S$) est une fonction de a température absolue ($T$) avec a entropie de base ($S_0$) et a température de base ($T_0$) selon :
| $ S = S_0 + C \log\left(\displaystyle\frac{ T }{ T_0 }\right)$ |
La relation de a variation de chaleur ($\delta Q$) avec a température absolue ($T$) et a variation d'entropie ($dS$) peut être exprimée comme suit :
| $ \delta Q = T dS $ |
Lorsque nous combinons cela avec la relation entre a chaleur fournie au liquide ou au solide ($\Delta Q$), a chaleur spécifique de l'échantillon ($C$) et a variation de température dans un liquide ou un solide ($\Delta T$) :
| $ \delta Q = C dT $ |
Nous obtenons cette relation dans la limite infinitésimale, où :
$\delta Q = C dT = T dS$
Après intégration, cela nous conduit à l'équation suivante :
| $ S = S_0 + C \log\left(\displaystyle\frac{ T }{ T_0 }\right)$ |
avec la condition que a entropie de base ($S_0$) soit inférieur à A température de base ($T_0$).
ID:(11185, 0)