La Tercera Ley de la Termodinámica fue propuesta por el Físico Alemán Walther Nernst en los años de 1906 a 1912. Esta ley se refiere a la entropía del sistema a temperatura cero:
Tercera Ley de la Termodinámica
Definición:
La Tercera Ley de la Termodinámica establece que la entropía de un sistema en equilibrio absoluto será siempre cero a temperatura cero. Esta ley se refiere a la conversión total de energía para obtener el estado de mínima energía de un sistema.
Explicación:
La entropía se refiere a la cantidad de desorganización en un sistema. Cuando hay una cantidad de energía restante en un sistema, siempre hay algo de desorganización. La Tercera Ley de la Termodinamica establece que la entropía se mantendrá en cero cuando la temperatura sea cero, es decir, la mínima energía disponible. Esto significa que en un sistema termodinámico completamente ideal, el estado de mínima energía y de máxima desorganización es el estado absoluto de la materia, donde la entropía es cero y no hay energía disponible.
Ejemplos:
- Un ejemplo de la Tercera Ley de la Termodinámica es una bola de béisbol, que está completamente apretada a temperatura cero. Es decir, todo el contenido está en su estado más comprimido sin rastro de energía.
- Un segundo ejemplo es una pared de hormigón a temperatura cero. Todos los materiales utilizados para construir la pared están tan apretados como pueden estar, quedando sin energía visible.
- Otro ejemplo es el oxígeno líquido a temperatura cero. El oxígeno estará en su estado líquido, sin energía para salir del líquido y cambiar a vapor.
Aplicaciones:
Equilibrio de materia: La Tercera Ley de la Termodinámica nos dice que los sistemas siempre tenderán a un estado de equilibrio cuando la temperatura sea cero, lo que significa que la energía disminuirá y todos los sistemas tenderán al mismo estado de entropía. Por lo tanto, este principio se puede aplicar a cualquier sistema termodinámico.
Precisión cero: La Tercera Ley de la Termodinámica también nos dice que los errores se pueden corregir hasta cero en los sistemas termodinámicos a temperatura cero. Esto significa que un sistema termodinámico puede llegar a un estado de equilibrio absoluto.
Energía y Desarrollo: Esta ley se puede utilizar para mejorar el desarrollo tecnológico. El principio de la Tercera Ley de la Termodinámica puede que nos ayude a desarrollar sistemas que funcionen sin desperdiciar energía.
Ventajas:
- Acceso a la energía sin desperdicio: Esta ley nos permite conocer los niveles de energía disponibles para un sistema sin desperdiciar energía, lo que nos proporciona una posible fuente ilimitada de energía.
- Optimización: Esta ley también sirve para optimizar los sistemas existentes y especialmente, para optimizar nuevos sistemas. Esto nos permite desarrollar mejores productos y tecnologías.
- Seguridad: La Tercera Ley de la Termodinámica también ofrece seguridad sobre el sistema. Esta ley nos permite mejorar la seguridad de los sistemas termodinámicos a temperatura cero.
De esta forma, la Tercera Ley de la Termodinámica nos proporciona el conocimiento necesario para aprovechar la energía sin desperdiciarla y optimizar los sistemas existentes. Esto nos permite desarrollar mejores productos y tecnologías, al mismo tiempo que asegura la seguridad de los sistemas termodinámicos.
La Tercera ley de la termodinámica es una de las leyes más importantes de la física. Esta ley establece que no hay manera de llegar a la temperatura absoluta cero. Esta ley se relaciona con los conceptos fundamentales de la termodinámica, como el calor, la energía y la entropía.
Explicación
La Tercera Ley de la Termodinámica establece que no puede ser alcanzada la temperatura absoluta cero, es decir, 0 Kelvin, -273°C o -459°F. Esta ley también se conoce como ley cero de la entropía.
A partir de la Segunda Ley de la Termodinámica, se acepta que toda la energía está sujeta al desequilibrio y la entropía, es decir, el proceso natural siempre es irreversible. La Tercera Ley de la Termodinámica complementa esta idea.
Esta ley establece que:
- La entropía de un sistema en equilibrio se considera una constante.
- Cuando los sistemas están en equilibrio térmico, su entropía es una constante y no puede variar.
- La entropía de un sistema en equilibrio es cero a 0 Kelvin (K). Esta condición se denomina temperatura absoluta cero.
Aplicaciones
La Tercera Ley de la Termodinámica se utiliza para estudiar sistemas termodinámicos, como motores térmicos, refrigeradores, etc. Esta ley también es útil para determinar el comportamiento de la energía.
Por ejemplo, se puede utilizar para calcular la eficiencia de un motor o para determinar la energía utilizada en una reacción química. Esto se puede hacer midiendo el calor liberado durante la reacción.
Ejemplo
Consideremos un motor térmico que utiliza un combustible para generar calor. El calor liberado en la combustión se utiliza para crear trabajo mecánico. Según la Tercera Ley de la Termodinámica, este calor no se puede recuperar completamente.
Esto significa que una parte de la energía se pierde como calor durante el proceso. Esto hace que el motor sea menos eficiente en términos de energía.
En conclusión, la Tercera Ley de la Termodinámica es una de las leyes más importantes de la física que establece que los sistemas siempre tienden hacia un estado de equilibrio y que no es posible alcanzar la temperatura absoluta cero. Esta ley se puede utilizar para estudiar sistemas termodinámicos y para calcular la eficiencia de motores térmicos.