Третій початок термодинаміки , тепловий закон Нернсту (Нернсту теорема ), закон термодинаміки, згідно з яким ентропія S будь-якої системи прагне до кінцевої для неї межі, не залежної від тиску, щільності або фази, при прагненні температури (Т) до абсолютного нуля (Ст Нернст, 1906). Т. н. т. дозволяє знаходити абсолютне значення ентропії, що не можна зробити в рамках класичної термодинаміки (на основі першого і другого початків термодинаміки). У класичній термодинаміці ентропія може бути визначена лише з точністю до довільної аддитивною постійною S 0 , що практично не заважає більшості термодинамічних досліджень, оскільки реально вимірюється різниця ентропій ( S 0 ) в різних станах. Згідно Т. н. т., при Т ® 0 значення D S ® 0.
В 1911 М. Планк сформулював Т. н. т. як умова перетворення на нуль ентропії всіх тіл при прагненні температури до абсолютного нуля:. Звідси S 0 = 0, що дає можливість визначати абсолютне значення ентропії і ін. потенціалів термодинамічних . Формулювання Планка відповідає визначенню ентропії в статистичній фізиці через термодинамічну вірогідність ( W ) стану системи S = до ln W (див. Больцмана принцип ). При абсолютному нулі температури система знаходиться в основному квантово-механічному стані, якщо воно невироджене, для якого W = 1 (стан реалізується єдиним мікророзподілом). Отже, ентропія S при Т = 0 дорівнює нулю. Насправді при всіх вимірах прагнення ентропії до нуля починає виявлятися значно раніше, ніж може стати істотною при T ® 0 дискретність квантових рівнів макроскопічної системи, що приводить до явищ квантового звиродніння.
З Т. н. т. слідує, що абсолютного нуля температури не можна досягти ні в якому кінцевому процесі, пов'язаному із зміною ентропії, до нього можна лише асимптотика наближатися, тому Т. н. т. інколи формулюють як принцип недосяжності абсолютного нуля температури. З Т. н. т. витікає ряд термодинамічних следствій: при T ® 0 повинні прагнути до нуля теплоємності при постійному тиску і при постійному об'ємі, коефіцієнти теплового розширення і деякі аналогічні величини. Справедливість Т. н. т. у свій час піддавалася сумніву, але пізніше було з'ясовано, що всі протиріччя (ненульове значення ентропії в ряду речовин при Т = 0), що здаються, пов'язані з метастабільними станами речовини, які не можна рахувати термодинамічно рівноважними.
Літ.: Клейн М., Закони термодинаміки, в збірці: Термодинаміка необоротних процесів. Лекції в літній міжнародній школі фізики ім. Е. Фермі, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1962. Див. також літ.(літературний) при статтях Термодинаміка і Статистична фізика .
