热力学第三定律：绝对零度

今天讨论与绝对零度有关的热力学第三定律。

什么是第三定律？

简单说，系统越接近绝对零度，熵越趋于一个固定值。
熵是什么？它是无规则或无序的尺度，用数值表示系统可具有多少不同状态。

绝对零度

绝对零度为-273.15°C，即0K(开尔文)，理论上无法达到。该点原子运动停止，系统无法继续失去热能，达到最低能量的基态。

残余熵与微观状态

达到基态可能有残余熵，除非晶固体外，多接近0。玻璃等非晶理论上可有非零残余熵，因为没有唯一基态。

微观状态表示系统处于特定状态的概率。绝对零度可能微态只有一种，意味着所有原子相同、可能排列相同。因此熵为玻尔兹曼常数k_B乘微态数Ω的自然对数。

熵计算

S = (k_B)*(ln(Ω))

Ω为1，即仅一微态，ln(1)=0，因此S为0。表示完全有序，无法进一步增加无序。

第三定律是物理学重要概念，对理解宇宙基本原理有重要作用。
今天就聊到这里，大家辛苦了！