Warning: jsMath requires JavaScript to process the mathematics on this page.
If your browser supports JavaScript, be sure it is enabled.

Taner TANRISEVER Ana Sayfasi
Processing Math: Done
No jsMath TeX fonts found -- using unicode fonts instead.
This may be slow and might not print well.
Use the jsMath control panel to get additional information.
jsMath Control PanelHide this Message


jsMath

Termodinamiğin Üçüncü Yasası

So değerinin ne olduğu sorusunun yanıtlanması ile herhangi bir sıcaklıktaki enropinin mutlak değeri bulunabilir. T=0 K de termal hareketlerin tüm enerjileri sönümlenecektir. T=0 K de gerçek bir kristal olayı söz konusu olup tüm parçacıklar aynı düzene sahip olacaktır. Düzensizliğin olmaması ve termal hareketlere karşı gelen entropinin sıfır olacağını düşünebiliriz. İstatistiksel termodinamik açısından entropi hesabı için

S=kBlnΩ

olduğundan ve bu sıcaklıkta tek ve mükemmel ve tek bir düzen söz konusu olduğudan Ω=1 olacağından da So=0 olmalıdır.

Nerst Isı Teoremi

Termodinamik gözlemlere göre T = 0 değerine ulaştığında moleküller düzenli şekilde sıralandıkları durumdaki entropi değeri sıfırdır. Bu Nerst Isı Teoremi olarak adlandırılır. Teoremi daha açık söyleyecek olursak, Sıcaklık sıfıra yaklaşırken, herhangi bir fiziksel veya kimyasal dönüşümde eşlik eden entropi değişimi sıfıra yaklaşır. ( ΔT0 giderken ΔS0dır.)

Bu yasanın deneysel ıspatına ilişkin örnek, ortorombik kükürt,S(α), ve monoklinik kükürt, S(β), arasındaki geçişin entropi değişimi dikate alınarak açıklanabilir. Bu olay için, 369 K deki geçiş entalpisi (-402 J mol1) olarak hesaplanabilir.

ΔSgeçiş=S(α)S(β)=369K402J.K=1.09JKmol1

Ayrı ayrı entropiler T = 0 dan T=369 K arasındaki ısı kapasitelerinden hareketle bulunabilir. Bu şekilde elde edilen entropi değerleri

S(α)=S(α,0)+37JKmol1
S(β)=S(β,0)+38JKmol1

olarak elde edilir. Bu iki değer karşılaştırılırsa;

ΔSgeçiş=S(α,0)S(β,0)1JKmol1

yazılabilir. Buradan teoreme göre;

S(α,0)S(β,0)0

yazılabilir.

Nerst teoreminden izleyerek, T = 0 da gerçek kristal şeklindeki elementlerin entropileri sıfırdır. Tüm gerçek kristaller için T = 0 da entropilerin sıfır olması Termodinamiğin üçüncü kanunu ile özetlenebilir.

T = 0 da en kararlı halindeki herhangi bir elementin entropisi sıfır olacağından herhangi bir maddenin entropisi pozitiftir.


 

Kaynaklar