Termodinamik potensiallar

Tizimning past haroratdagi entropiyasi

Agar mukammal kristalli moddaga ega bo'lsangiz, uning minimal entropiyasi to'liq nolga teng bo'ladi, chunki bu juda tartibli tizim. Mutlaq 0 ga yaqin haroratda materiya quyultirilgan holatda (suyuq yoki qattiq), kristallda tebranishlar minimal bo'ladi.
Ba'zi mualliflar termodinamikaning uchinchi qonunining muqobil bayonotini quyidagicha ko'rib chiqadilar:
"Agar materiya mukammal kristalga quyuqlashsa, harorat absolyut nolga intilsa, entropiya to'liq nolga intiladi." 
Keling, avvalgi bayonotning ba'zi jihatlariga oydinlik kiritamiz:
- Barkamol kristal bu har bir molekula bir xil bo'lgan va unda molekulyar tuzilish bir xilda takrorlanadigan kristall.
- Harorat mutlaq nolga yaqinlashganda, atom tebranishi deyarli butunlay pasayadi.
Keyin kristal bitta konfiguratsiyani yoki mumkin bo'lgan mikrostatni hosil qiladi, ya'ni V = 1va shuning uchun entropiya nolga teng:
S = k ln (1) = 0
Ammo har doim ham mutlaq nolga yaqin sovutilgan material kristall hosil qilishi mumkin emas, aksincha bu kristal mukammal bo'ladi. Bu faqat sovutish jarayoni juda sekin va orqaga qaytarilsa sodir bo'ladi.
Aks holda, stakandagi aralashmalar kabi omillar boshqa mikrostatlarning mavjud bo'lishiga imkon yaratadi. Shuning uchun W> 1 va entropiya 0 dan katta bo'ladi.

Qoldiq entropiya

Agar sovutish jarayoni keskin bo'lsa, unda tizim muvozanatsiz holatlar ketma-ketligini bosib o'tadi, bu esa materialning vitrifiyalanishiga olib keladi. Bunday holda tartiblangan kristalli struktura hosil bo'lmaydi, balki tuzilishi suyuqlikka o'xshash amorf qattiq hosil bo'ladi.
Bunday holda, mutlaq nol atrofida minimal entropiya qiymati nolga teng emas, chunki mikrostatlar soni 1dan katta. Ushbu entropiya va mukammal kristallik holatining bo'sh entropiyasi o'rtasidagi farq " qoldiq entropiya.
Tushuntirish shundan iboratki, tizim ma'lum bir chegara haroratidan pastroq bo'lganida, mikroto'lqinlarni kamroq energiya bilan egallashdan boshqa imkoniyati yo'q, chunki ular kvantlanganligi sababli ular belgilangan sonni tashkil qiladi.
Harorat muttasil nolga tushishda davom etsa ham, ular entropiyani doimiy ravishda saqlashga e'tibor berishadi.