1. Statistik fizika vazifalari. Fazalar fazosi. Tasviriy nuqtalar

30.Termodinamikaning uchinchi bosh qonuni
Termodinamikada uning birinchi va ikkinchi bosh qonunlari asosiy rolni o’ynaydi. Termodinamikaning uchinchi bosh qonuni kamroq ahamiyatga ega bo’lsada, usiz termodinamika to’liq bo’la olmaydi va bir qator jarayonlarni o’rganish mumkin bo’lmaydi.
Termodinamikaning uchinchi bosh qonuni quyidagicha ta’riflanadi: haroratning 0 K ga yaqinlashishi bilan muvozanat holatidagi har qanday tizimning entropiyasi izotermik jarayonlarda hyech qanday termodinamik holat parametrlariga bog’liq bo’lmay qoladi va T0 K chegarada hamma tizimlar uchun bir xil bo’lgan o’zgarmas qiymatni oladi. Uni nolga teng deb hisoblash mumkin. Chunki termodinamikada entropiyaning mutlaq qiymati emas, balki uning o’zgarishi ahamiyatga ega.
Nernst (1906 yil) ko’plab eksperiment natijalarini tahlil qilish natijasida absolyut temperatura nolga intilganda bir jismning ikki holatiga to’g’ri keluvchi S₂ va S₁ entropiyalar farqi nolga intiladi, ya’ni
T→0 bo’lganda S₂-S₁→0 bo’ladi, (8.5)
degan xulosaga keladi. Bu T=0 bo’lganda har qanday muvozanat holatda bo’lgan tizim entropiyasi, tizim termodinamik parametrlariga bog’liq bo’lmagan holda, doimiy bo’ladi demakdir, ya’ni
T =0 bo’lganda S=const bo’ladi. (8.6)
Keyinchalik Nernstning bu natijasini yana ham aniqroq qilib Plank
T→0 bo’lganda S→0 (8.7)
bo’lishini uqtirdi.
Eksperimentlar natijasiga asoslangan bu xulosaga termodinamikaning uchinchi qonuni yoki Nernst teoremasi deyiladi.
Termodinamika uchinchi qonuniga asoslangan holda bir qator muhim xulosalar hosil qilish mumkin.
Shunday xulosalardan biri T→0 bo’lganda S_r→0 bo’lishini ko’raylik. Ma’lumki,
(8.8)

Bu ifodani T bo’yicha integrallaymiz va integrallash paytida quyi chegarani T =0 da S=0 bo’ladigan qilib tanlab olamiz.

(8.9)

Entropiya har qanday temperaturada ham chekli qiymatga ega bo’lganligi uchun, (8.9)-ning o’ng tomonidagi integralli ifoda ham mavjud bo’lmog’i lozim. Ushbu integral ostidagi (S_r/T) funksiyasi bo’lganda (1/T)-oshishiga qaraganda sustroq osha boradi. Bu T→0 da S_r→0 bo’ladi demakdir.

Ma’lumki, Gibbsning termodinamik potensiali (8.5)-ga asosan:



Bundan:
(8.10)

munosabati bajarilishi bizga ma’lum. Endi S - uchun (8.9) - formulasidan foydalanaylik

Ikkinchi tomondan:

Demak,
(8.11)

(8.11) - ni (8.10) - ga tadbiq etsak,

bo’ladi va (8.10)-ga asosan T=0 da kelib chiqadi, ya’ni termik kengayish koeffisiyenti bo’ladi.
Shunday qilib, temperatura absolyut nolga intilganda S_r va hajm kengayish termik koeffisiyenti nolga intiladi. Xuddi shuningdek, T→0 bo’lganda S_v va bosim oshishi termik koeffisiyentining ham nolga intilishini isbotlash mumkin.