La Tercera Ley de la Termodinámica, también conocida como Tercer Principio de la Termodinámica o Postulado de Nernst dice que no es posible obtener el cero absoluto en un número de etapas finitas. Lo cual quiere decir que al llegar al cero absoluto (0 K), todo aquel proceso que se realiza en un sistema físico es detenido. De igual manera, al llegar al cero absoluto la entropía obtiene un valor constante y mínimo.
Esta ley fue desarrollada por el científico químico Walton Nernst en los años del 1906 al 1912, por esto en ocasiones a esta ley también se le llama Postulado de Nernst o Teorema de Nernst.
La Tercera Ley de la Termodinámica afirma que la entropía que tiene un sistema en el cero absoluto se caracteriza por ser una constante definida. Esto sucede debido a que un sistema a temperatura 0 se encuentra en su estado fundamental. Por esto su entropía se ve determinada únicamente por la degeneración que tiene el estado fundamental.
Con el paso del desarrollo de la mecánica estadística, la Tercera Ley de la Termodinámica, junto a las demás leyes, atraviesa la transición de ser una ley fundamental con justificación experimental a ser una ley derivada de otras leyes con características más básicas. La ley básica de la cual se desprende de manera principal es la definición mecánica y estadística de la entropía perteneciente a un sistema mayor.
¿En qué consiste la Tercera Ley de la Termodinámica?
En palabras mucho más simples, la tercera ley explica que la entropía que compone a una sustancia cristalina y pura en el cero absoluto es completamente nula.
Es por esto que la tercera ley ofrece un punto de referencia absoluto para determinar a la entropía. La entropía relativa que caracteriza a este punto es la entropía absoluta.
Una situación especial se presenta en los sistemas que tienen un solo estado fundamental, como sucede en una estructura cristalina.
La entropía que compone a un cristal perfecto y se determina por el teorema de Nernst es igual a 0, tomando en cuenta que el logaritmo (1 = 0). A pesar de esto, este enunciado produce una desestimación en el factor de que los cristales reales necesitan crecer en una temperatura finita y ser poseedores de una concentración de equilibrio por defecto.
En el momento en el cual entran en un estado frío, usualmente se hacen incapaces de obtener la completa perfección. Permitiendo que se mantenga la línea de que la entropía suele aumentar siempre debido a que ningún proceso real puede ser completamente reversible.
Otra aplicación que se obtiene de la tercera ley se desenvuelve cuando sucede el momento magnético de un material. Los metales paramagnéticos que tienen un momento aleatorio serán ordenados tomando en cuenta el suceso en el cual la temperatura se acerque a 0 K. Estos podrán ordenarse de forma ferromagnética, es decir cuando todos los momentos se encuentren paralelos unos con los otros, como también de manera antiferromagnética.
Criterio de Signo Termodinámico
Es uno de los tantos criterios que normalmente se emplea en termodinámica con la finalidad de evaluar el sentido de los intercambios de energía que ocurren entre el entorno y su sistema, a manera de trabajo y calor.
Este criterio está planteado de acuerdo a la IUPAC, que por sus siglas en inglés significa International Union of Pure and Applied Chemistry. Dictando lo siguiente:
- Negativo (-): Para el calor y el trabajo que se obtienen del sistema y minimizan la energía interna.
- Positivo (+): Para el calor y el trabajo que ingresan al sistema y maximizan la energía interna.
Tomando en cuenta lo planteado anteriormente, el trabajo llevado a cabo sobre el sistema da un resultado positivo. De esta manera el trabajo se expresa como una transferencia de energía.
