начало термодинамики , тепловой закон Нернста ( Нернста теорема ), закон термодинамики, согласно которому энтропия S любой системы стремится к конечному для неё пределу, не зависящему от давления, плотности или фазы, при стремлении температуры (Т) к абсолютному нулю (В. Нернст , 1906). Т. н. т. позволяет находить абсолютное значения энтропии, что нельзя сделать в рамках классической термодинамики (на основе первого и второго начал термодинамики). В классической термодинамике энтропия может быть определена лишь с точностью до произвольной аддитивной постоянной S 0, что практически не мешает большинству термодинамических исследований, так как реально измеряется разность энтропий ( S 0) в различных состояниях. Согласно Т. н. т., при Т - 0 значение D S - 0 .
В 1911 М. Планк сформулировал Т. н. т. как условие обращения в нуль энтропии всех тел при стремлении температуры к абсолютному нулю:. Отсюда S 0 0, что даёт возможность определять абсолютное значения энтропии и др. потенциалов термодинамических . Формулировка Планка соответствует определению энтропии в статистической физике через термодинамическую вероятность ( W ) состояния системы S k ln W (см. Больцмана принцип ). При абсолютном нуле температуры система находится в основном квантово-механическом состоянии, если оно невырождено, для которого W 1 (состояние реализуется единственным микрораспределением). Следовательно, энтропия S при Т 0 равна нулю. В действительности при всех измерениях стремление энтропии к нулю начинает проявляться значительно раньше, чем может стать существенной при T - 0 дискретность квантовых уровней макроскопической системы, приводящая к явлениям квантового вырождения.
Из Т. н. т. следует, что абсолютного нуля температуры нельзя достигнуть ни в каком конечном процессе, связанном с изменением энтропии, к нему можно лишь асимптотически приближаться, поэтому Т. н. т. иногда формулируют как принцип недостижимости абсолютного нуля температуры. Из Т. н. т. вытекает ряд термодинамических следствий: при T - 0 должны стремиться к нулю теплоёмкости при постоянном давлении и при постоянном объёме, коэффициенты теплового расширения и некоторые аналогичные величины. Справедливость Т. н. т. одно время подвергалась сомнению, но позже было выяснено, что все кажущиеся противоречия (ненулевое значение энтропии у ряда веществ при Т 0) связаны с метастабильными состояниями вещества, которые нельзя считать термодинамически равновесными.
Лит.: Клейн М., Законы термодинамики, в сборнике: Термодинамика необратимых процессов. Лекции в летней международной школе физики им. Э. Ферми, пер. с англ., М., 1962. См. также лит. при статьях Термодинамика и Статистическая физика .
Д. Н. Зубарев.