Из теоремы Нернста, называемой третьим началом термодинамики, следует, что при приближении температуры к нулю теплоемкости тоже стремятся к нулю, т. е. начинают зависеть от температуры (Т). По классической теории этого быть не должно. Значит, в рамках классической физики теорема Нернста не может быть объяснена. Кроме того, из уравнения Клапейрона следует, что коэффициент теплового расширения и термический коэффициент давления не должны зависеть от температуры, а из теоремы Нернста получается, что они тоже обращаются в нуль при Т= 0. Это значит, что при низких температурах перестает выполняться и уравнение Клапейрона—Менделеева.
Поскольку
и по третьему началу термодинамики при Т= 0 левые части обращаются в нуль, то в нуль должны обратиться и правые части, т.е. при Т= 0 давление газа не зависит от температуры, а определяется только плотностью, газ находится в состоянии вырождения. Пример такого газа — газ свободных электронов в металлах при обычных температурах.
К вырожденным газам не применима статистика Больцмана, поэтому разработана квантовая статистика Бозе—Эйнштейна (для бозонов). Из приведенных соотношений получается, что и внутренняя энергия перестает зависеть от температуры, определяясь только плотностью. Поэтому и газ свободных электронов в металлах не вносит заметного вклада в теплоемкость.
Прочие статьи:
Мысленный взгляд
Как мозг справляется с непростой задачей создания образа? Глаза воспринимают разрозненные световые пятна. Чтобы превратить их в изображение, требуется колоссальная работа мозга.
Я смотрю в зеркало и не знаю, кого там вижу! Один человек н ...
Цитология
Наука о клетках - структурных и функциональных единицах почти всех живых организмов. В многоклеточном организме все сложные проявления жизни возникают в результате координированной активности составляющих его клеток. Задача цитолога - уст ...
Монобионтеые,
метабионтные и ценометабионтные живые системы. Развитие живых систем как функция их структурной агрегации
Как было показано в п. 2.2.3, одна и та же функциональная организация живой системы — организменная или надорганизменная — может быть достигнута при различном уровне ее структурной агрегации — монобионтной, метабионтном или ценометабионтн ...