Физика. Молекулярная физика. Термодинамика

102 не может вести себя как «идеальный», а должен перейти в жидкое или твердое состояние. Таким образом, речь идет только о твердых и жидких телах, так как при очень низких температурах газы уже не существуют. Рассматривая атомы твердого тела в первом приближении как трехмерные гармонические осцилляторы, классическая физика при- ходит к результату, что при температуре абсолютного нуля ( Т = 0) такие атомы не должны совершать колебаний, т.е. их кинетическая энергия равна нулю. В статистическом толковании термодинамики тепловая тео- рема Нернста означает, что при абсолютном нуле тело должно иметь наибольшую возможную степень упорядоченности. Как уже знаем, система, находящаяся в равновесии при абсолютном нуле температуры ( Т = 0 К), не может больше отдавать энергию окру- жающим телам, и ее внутренняя энергия распределена между со- ставляющими ее частицами одним-единственным определенным способом. Благодаря полной упорядоченности этого единственно- го состояния его термодинамическая вероятность равна единице ( W = 1). В этом случае в соответствии с формулой Больцмана значение энтропии равно нулю. Отсюда вытекает: 0 lim ln 0 T S k l    , (5.25) т.е. при абсолютном нуле энтропия кристалла обращается в нуль. Такова формулировка третьего начала термодинамики. Из теоремы Нернста следует: 1) абсолютный нуль термодинамической температуры недости- жим ни в одном каком-либо конечном процессе; 2) ни одна система не может обладать отрицательной энтро- пией. Третий закон термодинамики имеет большое значение, опреде- ляя поведение энтропии при абсолютном нуле и утверждая недостижимость абсолютного нуля.