Іспанські науковці першими у світі розгадали 120-річну задачу термодинаміки Енштейна

Професор Хосе Марія Мартін-Олайя з Університету Севільї розв’язав задачу, яка понад 120 років лишалася дискусійною у термодинаміці, — йдеться про взаємозв’язок третього закону термодинаміки (теореми Нернста) з другим законом, а також про помилкове трактування Альберта Ейнштейна.

Дослідження професора показує, що третій закон термодинаміки не є окремим постулатом, як вважалося з 1912 року, а логічно випливає з другого закону термодинаміки. Нернст у 1905 році стверджував, що під час наближення температури до абсолютного нуля ентропія обміну прямує до нуля, а температура ніколи не досягає цього значення фізично. За це він отримав Нобелівську премію з хімії у 1920 році. Без цього обмеження можна було б уявити ідеальний двигун, який повністю перетворює тепло в роботу — а це суперечить другому закону термодинаміки.

Ейнштейн не погоджувався з цією логікою й вважав, що недосяжність абсолютного нуля не є наслідком другого закону, а третій закон є незалежним. Саме це стало підґрунтям для традиційної класифікації законів термодинаміки.

Мартін-Олайя ж довів, що другий закон уже містить у собі висновки третього закону. Він стверджує, що другий закон термодинаміки опосередковано вимагає існування уявного «двигуна», який, проте, не здійснює жодної роботи й не споживає енергію — але саме його віртуальна присутність пояснює, чому ентропія обміну зникає при температурі, що прямує до нуля, і чому абсолютний нуль недосяжний.

Дослідник також уточнює, що температура повинна розглядатися не як відчуття «холодно» чи «гаряче», а як суворо визначена фізична величина, яка тісно пов’язана з формалізмом другого закону.

На думку професора, ця робота об’єднує термодинамічні принципи в єдину логічну систему та дозволяє вважати третій закон частиною другого, а не самостійним постулатом. Водночас він визнає, що ця інтерпретація може зіткнутися з критикою в науковій спільноті, яка звикла до класичного поділу законів.