Temperatura > 07 - Tercera Ley de la Termodinámica

¿La tercera ley de la termodinámica es de hecho o simplemente una regla?

Dos grandes nombres de la Física, Walther Nernst (11864-1941) y Max Planck (1858-1947) establecieron claramente dos principios que intentan establecer la tercera ley de la Termodinámica, idealizando sistemas cuya entropía tiende a un valor mínimo, o incluso a cero.

Nernst propuso un principio: que la entropía de un sistema en equilibrio termodinámico tiende a una constante finita S0 cuando la temperatura tiende al cero absoluto, SS0 cuando T0

La constante S0 es la misma para cualquier estado de un sistema a temperatura cero. En otras palabras, S0 es independiente de cantidades termodinámicas.

El principio de Planck da como resultado: S0 = 0

Así, según Planck, la constante S0 = 0 es universal, es decir, es la misma para cualquier sistema.

Esta ley se volvió a discutir en 1930, cuando Franz Simon la cuestionó planteando cuestiones sobre el vidrio, al que no se aplicarían los principios. Según el principio, la entropía sería cero para sistemas en equilibrio termodinámico. Una posible justificación para esto es que el vidrio no sería un sistema en equilibrio termodinámico. Simon también cuestionó, en 1937, que la tercera ley sólo se aplicaría a los cristales puros.

Hasta el día de hoy no existe una certeza absoluta sobre si se trata de una ley o una norma. Algunos estudiosos del campo afirman que existe una excepción, de ahí la duda. La forma original expresada dice que es imposible que un sistema alcance el cero absoluto, pues para que esto suceda tendría que existir un orden perfecto de las moléculas que componen la porción de materia en cuestión.

Una investigación reciente realizada por John Cumings muestra que no existe correlación entre el enunciado de la tercera ley de la termodinámica y los resultados experimentales obtenidos con agua. El hielo tiende a organizarse, como todas las demás sustancias, hasta el punto de que los átomos de oxígeno establecen una red cristalina bien ordenada, lo que no ocurre con los átomos de hidrógeno. Según el Dr. Cumings,

"Los átomos de hidrógeno dejan de moverse, pero simplemente se detienen donde están, en diferentes configuraciones a lo largo del cristal, sin correlación entre ellos, y ni siquiera uno de ellos baja su energía lo suficiente como para reducir su entropía a cero".

En otras palabras, el hielo constituye una excepción a la tercera ley de la termodinámica, que dice que el cero absoluto es una temperatura a la que el sistema termodinámico encontraría su estado de ordenamiento molecular perfecto, de modo que la entropía del sistema caería a cero.