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.

Посколькуи 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:

Первые русские эволюционисты
Русские ученые XVIII в. В России уже в XVIII в. некоторые ученые и философы развивали эволюционные представления о природе. М. В. Ломоносов (1711—1765) считал основой мира материю с ее свойствами движения и развития. Вопреки господствов ...

Пародия (Parodia)
Рис. 11 Семейство кактусовых. Родина — Бразилия, Парагвай, Боливия и Аргентина. Достаточно большой род, включающий в себя до 150 видов. Эти кактусы имеют свои особенности. Например, у большинства пародий макушка стебля чуть скошена на ...

Строение и функции клетки
По наличию оформленного ядра все клеточные организмы делятся на две группы: прокариоты и эукариоты. Прокариоты (безъядерные организмы) — примитивные организмы, не имеющие четко оформленного ядра. В таких клетках выделяется лишь ядерная з ...