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9 月 13 日消息,绝对科技媒体 NeoWin 昨日(9 月 12 日)发布博文,零度报道称科学家利用热力学第二定律,不可部分重新证明了 1905 年提出的达新“能斯特热定理”,并推翻了爱因斯坦 120 年前提出的研究部分观点。

西班牙塞维利亚大学物理学教授 José María Martín Olalla 解决了热力学领域一个延续逾百年的推翻江南体育app官网入口难题,相关成果于 9 月 10 日发表在《欧洲物理杂志 Plus》上。年前他以全新方式证明了能斯特热定理,爱因并挑战了爱因斯坦在上世纪初的斯坦相关论断。

注:能斯特热定理(Nernst heat theorem)由 1920 年诺贝尔化学奖得主瓦尔特・能斯特(Walther Nernst)于 1905 年提出,观点指出当温度趋近绝对零度(0 开尔文,绝对-273.15℃,零度物质分子热运动完全停止的不可部分hth华体会体育app官网理论温度)时,熵(一种无序性的达新度量)交换也会趋近于零。

研究中,研究Martín Olalla 仅依靠热力学第二定律完成了证明,第二定律规定宇宙的总熵总是增加。他通过“卡诺温度计”(Carnot thermometer)定义 T=0 绝对零度,这种定义方法不依赖比热是否消失,也不依赖绝对零度是否可达。

这一方法扩大了第二定律的适用范围,并将第三定律压缩为一条表述:有限密度、化学均匀的物体,其熵不得为负。

能斯特与爱因斯坦的分歧源于 1912 年对绝对零度可达性的讨论。

能斯特认为绝对零度是不可达到的,这是他提出的“热定理”的自然推论,后来被确立为热力学第三定律的标准表述。

而爱因斯坦最初认为,基于纯理论(尤其是统计力学和涨落理论)的考虑,绝对零度在原则上是可能达到的。他质疑能斯特的定律是否是一个像第一、第二定律那样基本的普适性原理。

Martín Olalla 在证明中重新引入了这种“假想机器”,但强调它必须是“虚拟”的,不消耗热、不产出功,也不违反热力学规律。结合卡诺温度计定义,他得出结论:熵交换在温度趋近绝对零度时趋近于零,且绝对零度不可达到。

他还指出,物质在绝对零度附近唯一不由第二定律决定的普遍性质,是 1912 年能斯特提出的比热消失现象,这更像是重要附录而非新原理。

参考

  • Proof of the Nernst theorem

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