Πώς γνωρίζετε ότι ο τρίτος νόμος της θερμοδυναμικής είναι αλήθεια;
Δείτε πώς χτίζουμε εμπιστοσύνη στην αλήθεια του:
* Στατιστική μηχανική: Ο τρίτος νόμος μπορεί να προκύψει από τις αρχές της στατιστικής μηχανικής, η οποία περιγράφει τη συμπεριφορά των συστημάτων με πολλά σωματίδια. Αυτό το θεωρητικό πλαίσιο, όταν εφαρμόζεται σε συστήματα σε χαμηλές θερμοκρασίες, οδηγεί φυσικά στο συμπέρασμα ότι η εντροπία πλησιάζει μηδέν καθώς η θερμοκρασία προσεγγίζει το απόλυτο μηδέν.
* Πειραματικά στοιχεία: Ενώ φτάνουν στο απόλυτο μηδέν είναι αδύνατο στην πράξη, οι επιστήμονες ήταν σε θέση να δροσίσουν τα συστήματα σε απίστευτα χαμηλές θερμοκρασίες. Η συμπεριφορά αυτών των συστημάτων ευθυγραμμίζεται τέλεια με τις προβλέψεις του τρίτου νόμου. Βλέπουμε ότι η εντροπία μειώνεται δραματικά καθώς οι θερμοκρασίες προσεγγίζουν το απόλυτο μηδέν, παρέχοντας ισχυρή πειραματική υποστήριξη για την αρχή.
* Επιπτώσεις και εφαρμογές: Ο τρίτος νόμος έχει βαθιές επιπτώσεις στην κατανόηση του σύμπαντος. Εξηγεί γιατί η θερμότητα μπορεί να ρέει μόνο από θερμότερα σε ψυχρότερα αντικείμενα και στηρίζει την ικανότητά μας να ορίζουμε το απόλυτο μηδέν ως το σημείο της ελάχιστης πιθανής ενέργειας. Αυτές οι συνέπειες δοκιμάζονται συνεχώς και εκλεπτυσμένα και το γεγονός ότι δεν έχουν αντιπαραβάλλονται ενισχύει την εμπιστοσύνη μας στον τρίτο νόμο.
Είναι σημαντικό να θυμάστε ότι οι επιστημονικοί νόμοι δεν είναι απόλυτες αλήθειες. Είναι μοντέλα που περιγράφουν την τρέχουσα κατανόηση του σύμπαντος. Ο τρίτος νόμος της θερμοδυναμικής ήταν εξαιρετικά επιτυχημένος στην εξήγηση και την πρόβλεψη των φυσικών φαινομένων, αλλά είναι πιθανό οι μελλοντικές ανακαλύψεις να απαιτούν βελτιώσεις στην κατανόησή μας.
Συνοπτικά, δεν γνωρίζουμε ότι ο τρίτος νόμος της θερμοδυναμικής είναι αληθής με απόλυτη έννοια, αλλά έχουμε συντριπτικά στοιχεία τόσο από τη θεωρία όσο και από το πείραμα που υποστηρίζει την εγκυρότητά του. Είναι ένας ακρογωνιαίος λίθος για την κατανόησή μας για το σύμπαν και εξακολουθεί να είναι ένα ισχυρό εργαλείο για τους επιστήμονες.
