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:
Понятие конституции
Конституция – (от лат. constitutio установление) – организация, устройство; в биологии и медицине – качество, унаследованное или приобретенное индивидом, поддающееся анализу, как морфологическому, так и функциональному, одинаково хорошо в ...
Фотодыхание, его значение. Сравнение фотодыхания у растений с различными
типами метаболизма углерода
В растительных клетках, содержащих хлоропласты, помимо С3- и С4-путей фотосинтеза, осуществляется также фотодыхание,
т. е. активируемый светом процесс высвобождения С02 и поглощения 02, который значительно,, отличается от «темнового» дых ...
Монобионтные живые системы
Первый цикл структурной агрегации живых систем — монобионтг ный — по своему содержанию состоял в агрегации предбиологических доорганизменных объектов — макромолекул и простых надмолекулярных агрегатов, совокупность которых в среде составл ...