TERCERA LEY DE LA TERMODINÁMICA "No se puede llegar al cero absoluto mediante una serie finita de procesos" Esta ley establece que es imposible conseguir el cero absoluto de la temperatura (0 grados Kelvin), cuyo valor es igual a - 273.15°C. Alcanzar el cero absoluto de la temperatura también sería una violación a la la segunda ley de la termodinámica, termodinámica, puesto que esta expresa que en toda máquina térmica cíclica de calor, durante el proceso, siempre tienen lugar pérdidas de energía calorífica, afectando así su eficiencia, la cual nunca podrá llegar al 100% de su efectividad. Es el calor que entra desde el "mundo exterior" lo que impide que en los experimentos se alcancen temperaturas más bajas. El cero absoluto es la temperatura teórica más baja posible y se caracteriza por la total ausencia de calor. Es la temperatura a la cual cesa el movimiento de las partículas. El cero absoluto (0 K) corresponde aproximadamente a la temperatura de - 273,16ºC. Nunca se ha alcanzado tal temperatura y la termodinámica asegura que es inalcanzable. "La entropía de cualquier sustancia pura en equilibrio termodinámico tiende a cero a medida que la temperatura tiende a cero". "La primera y la segunda ley de la termodinámica se pueden aplicar hasta el límite del cero absoluto, siempre y cuando en este límite las variaciones de entropía sean nulas para todo proceso reversible".
HISTORIA La tercera ley fue desarrollada por el químico Walther químico Walther Nernst durante los años 1906-1912, por lo que se refiere a menudo como el teorema de Nernst o postulado de Nernst. La tercera ley de la termodinámica dice que la entropía la entropía de un sistema en el cero el cero absoluto es una constante definida. Esto se debe a que un sistema a temperatura cero existe en su estado su estado fundamental, por fundamental, por lo que su entropía está determinada sólo por la degeneración del estado fundamental. En 1912 Nernst estableció la ley así: «Es imposible por cualquier procedimiento alcanzar la isoterma T = 0 en un número finito de pasos» Una versión alternativa de la tercera ley según lo establecido por Gilbert por Gilbert N. Lewis y Merle Randall en 1923
DESCRIPCIÓN En términos simples, la tercera ley, indica que la entropía de una sustancia pura y cristalina en el cero absoluto es nula. Por consiguiente, la tercera ley provee de un punto de referencia absoluto para la determinación de la entropía. La entropía relativa a este punto es la entropía absoluta. Un caso especial se produce en los sis temas con un único estado fundamental, como una estructura cristalina. La cristalina. La entropía de un cristal perfecto definida por el teorema el teorema de Nernst es cero (dado que el log(1) = 0. Sin embargo, esto desestima el hecho de que los cristales reales deben crecer en una temperatura una temperatura finita y poseer una concentración una concentración de equilibrio por defecto. Cuando se enfrían generalmente son incapaces de alcanzar la perfección completa. Esto, por supuesto, se mantiene en la línea de que la entropía tiende siempre a aumentar dado que ningún proceso real es reversible. es reversible.
Otra aplicación de la tercera ley es con respecto al momento magnético de un material. Los metales paramagnéticos (con un momento aleatorio) se ordenarán a medida de que la temperatura se acerque a 0 K. Se podrían ordenar de manera ferromagnética (todos los momentos paralelos los unos a los otros) o de manera anti ferromagnética.
ENERGÍA LIBRE DE GIBBS Es la encargada de definir la espontaneidad de una rea cción cuando se expresa en función de las propiedades del sistema solo y se define a temperatura constante ∆ = ∆ − ∆
∆G˂0
La reacción es espontánea (irreversible)
∆G˃0
La reacción no es espontánea (reversible)
∆G=0
La reacción está en equilibrio
Es la energía disponible para realizar trabajo a temperatura y presión constante
La energía libre estándar de reacción Es el cambio de energía libre en una re acción cuando se lleva a cabo en condiciones estándar
Energía libre estándar de formación Es el cambio de energía libre que ocurre cuando se obtiene 1 mol del compuesto a partir d e sus elementos que se encuentran en estado estándar. La energía libre estándar de formación de un elemento en su forma más estable es cero. La energía libre de Gibbs y equilibrio químico Una reacción química reversible en un sistema cerrado, isotérmico y a presión contante, continúa hasta que el sistema alcanza un estado de equilibrio caracterizado termodinámicamente, por su contenido mínimo en energía libre. La composición química de este estado de equilibrio es definido por la constante de equilibrio, Keq, de la reacción: Por tanto, la reacción isotérmica:
∆ = ∆° + ln
R es la contante de gas (8.314 J/K*mol) T es la temperatura en Kelvin K es la contante de equilibrio ∆G ∆G°
es la energía libre de Gibbs en cualquier condición es la energía libre de Gibbs en condiciones estándar
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