熱力学第三法則

🧠 熱力学第三法則third law of thermodynamics熱力学第三法則（third law of thermodynamics）third law of thermodynamics（熱力学第三法則）は完全結晶のエントロピーを絶対零度absolute zero絶対零度（absolute zero）absolute zero（絶対零度）で0とする。 0 Kは有限回の操作では到達できない。

絶対零度を基準にする

完全結晶の基底状態ground state基底状態（ground state）ground state（基底状態）が一意であるとき、絶対零度absolute zero絶対零度（absolute zero）absolute zero（絶対零度）でエントロピーを0と定められる。この基準により熱容量を0 Kから積分して絶対エントロピーを求められる。

熱力学第三法則を表す式

0 KでS=0と置けるのは基底状態ground state基底状態（ground state）ground state（基底状態）が一意な完全結晶である。

完全結晶のエントロピー

絶対零度absolute zero絶対零度（absolute zero）absolute zero（絶対零度）へ有限回の操作で到達することはできない。

flowchart TD
  A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='absolute zero'>絶対零度</span>を基準にする"] --> B
  B["完全結晶のエントロピー"] --> C
  C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='absolute zero'>絶対零度</span>へ有限回の操作で到達することはできない"] --> D
  D["残余エントロピーという例外"]

残余エントロピーという例外

完全結晶の$0,\mathrm{K}$に$S=0$を置く第三法則third law第三法則（third law）third law（第三法則）は、エントロピーの絶対基準を与える。また、有限回の操作では絶対零度absolute zero絶対零度（absolute zero）absolute zero（絶対零度）へ到達できない。第三法則third law第三法則（third law）third law（第三法則）で得た絶対エントロピーは、第二法則second law第二法則（second law）second law（第二法則）に基づく反応や相転移のエントロピー変化の計算に使われる。

絶対エントロピーを温度に沿って計算できる基礎になる。凍結した配向など複数の基底状態ground state基底状態（ground state）ground state（基底状態）が残る物質では残余エントロピーがあり、理想的な完全結晶という条件から外れる。

まとめ

• 0 Kの完全結晶のエントロピーを0とする。エントロピーの絶対基準を与える。
• 絶対零度absolute zero絶対零度（absolute zero）absolute zero（絶対零度）へ有限回の操作で到達することはできない。
• 絶対エントロピーを温度に沿って計算できる基礎になる。