Termodinamikaya yenidən baxıldı: Tədqiqat 120 illik problemi həll edir və Eynşteynin fikirlərindən birini düzəldir

Nernst teoremi – 1905-ci ildə təqdim olunmuş ümumi eksperimental müşahidə, temperatur sıfıra meyl etdikdə entropiya mübadiləsinin sıfıra meyilli olması – yeganə müəllifi Sevilya Universitetinin professoru José Martin-Olalla olan The European Physical Journal Plus -da dərc olunan məqalədə termodinamikanın ikinci prinsipi ilə birbaşa əlaqələndirilmişdir .
Nümayiş 120 il əvvəl qoyulmuş problemi həll etməklə yanaşı, termodinamikanın ikinci prinsipi (kainatın artan entropiyasını təyin edən prinsip) ilə əlaqəli nəticələrin uzadılmasıdır. O, həm də Albert Eynşteynin bir əsrdən çox əvvəl irəli sürdüyü bir fikrə düzəliş edir.
Nernst teoreminin problemi 20-ci əsrin əvvəllərində mütləq sıfıra yaxın temperaturda (-273°C) maddənin ümumi xassələri öyrənilərkən ortaya çıxdı. Valter Nernst bu tədqiqatlara görə 1920-ci ildə kimya üzrə Nobel mükafatına layiq görülüb.
Nernst nəticələrinin izahı olaraq, mütləq sıfırın əlçatmaz olması lazım olduğunu müdafiə etdi, çünki əks halda, mütləq sıfırdan soyuducu kimi istifadə edərək, entropiyanın artması prinsipinə zidd olaraq bütün istiliyi işə çevirəcək bir mühərrik qurmaq mümkün olardı. Beləliklə, o, 1912-ci ildə teoremini sübut etdi.
Bundan dərhal sonra Eynşteyn bu nümayişi təkzib edərək belə bir hipotetik mühərrikin praktikada qurulmasının mümkün olmadığını və buna görə də entropiyanın artması prinsipinin doğruluğunu şübhə altına ala bilməyəcəyini qeyd etdi. Beləliklə, Eynşteyn teoremi termodinamikanın ikinci prinsipindən ayırdı və ikincidən asılı olmayaraq üçüncü prinsiplə əlaqələndirdi. İndi bu fikir təkzib olunur.
Təqdim olunan nümayişdə professor Martin-Olalla Nernst və Eynşteynin buraxdığı iki nüansı təqdim edir: termodinamikanın ikinci prinsipinin formalizmi bir tərəfdən Nernst tərəfindən təsəvvür edilən mühərrikin mövcudluğunu tələb edir, digər tərəfdən isə bu maşının virtual olmasını; mühərrik heç bir istilik istehlak etmir, heç bir iş vermir və ikinci prinsipi şübhə altına almır.
https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1750223973&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-06-thermodynamics-revisited-year-problem-einstein.html%23google_vignette&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM3LjAuNzE1MS4xMDQiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNy4wLjcxNTEuMTA0Il0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNy4wLjcxNTEuMTA0Il0sWyJOb3QvQSlCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1750223972089&bpp=11&bdt=162&idt=50&shv=r20250616&mjsv=m202506110101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1750223970%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1750223970%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1750223970%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0%2C336x280%2C1905x945&nras=2&correlator=7873780642622&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2167&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31092113%2C95353386%2C95362656%2C95362801%2C95359265%2C95362802%2C95363073%2C31091638&oid=2&pvsid=3011083682393784&tmod=2074743607&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=5&uci=a!5&btvi=1&fsb=1&dtd=1044
Hər iki fikrin birləşməsi belə nəticəyə gəlməyə imkan verir ki, temperatur sıfıra meyl etdikdə (bu Nernst teoremidir) entropiya mübadiləsi sıfıra meyllidir və mütləq sıfıra əlçatmazdır.
Martin-Olalla qeyd edir ki, “termodinamikanın əsas problemi temperatur hissini, isti və soyuq hissləri, temperaturun fiziki kəmiyyət kimi mücərrəd konsepsiyasından ayırmaqdır. Nernst və Eynşteyn arasındakı müzakirədə temperatur sadəcə empirik parametr idi: mütləq sıfır şərti qazın təzyiqi və ya həcminə yaxın olması şərti ilə təmsil olunurdu.
“Formal olaraq, termodinamikanın ikinci prinsipi temperaturun təbii sıfırı haqqında daha konkret fikir verir. İdeya hər hansı sensasiya ilə deyil, Nernst tərəfindən təsəvvür edilən, lakin virtual olmalı olan mühərriklə bağlıdır. Bu, teoremin sübutuna yanaşmanı kökündən dəyişir”.
Tədqiqat göstərir ki, maddənin mütləq sıfıra yaxın olan yeganə ümumi xüsusiyyəti termodinamikanın ikinci prinsipi ilə əlaqələndirilə bilməyən yeganə ümumi xüsusiyyət Nernst tərəfindən də 1912-ci ildə tərtib edilmiş istilik tutumlarının ləğvidir. Bununla belə, Martin-Olalla fərqli bir formallaşdırma təklif edir: “İkinci prinsip, entropiyanın mütləq sıfırda unikal olması fikrini ehtiva edir. yeni prinsipdən daha vacib əlavə”.
Professor qeyd edir ki, bu məqalənin dərci bu yeni nöqteyi-nəzərin qəbul edilməsi yolunda ilk addımdır. “Mənim dərs dediyim termodinamika kursunun tələbələri bu nümayişi ilk öyrənənlər oldu. Ümid edirəm ki, bu nəşrlə nümayiş daha yaxşı tanınacaq, amma mən bilirəm ki, akademik dünyanın böyük ətaləti var”.
Daha çox məlumat: Jos-María Martín-Olalla, Nernst teoreminin sübutu, The European Physical Journal Plus (2025). DOI: 10.1140/epjp/s13360-025-06503-w
Sevilya Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir