Teorema del calor de Nernst

El teorema del calor de Nernst fue formulado por Walther Nernst a principios del siglo XX y se utilizó en el desarrollo de la tercera ley de la termodinámica .

El teorema del calor de Nernst establece que, a medida que nos aproximamos al cero absoluto, el cambio de entropía ΔS para una transformación química o física tiende a cero. Esto se puede expresar matemáticamente de la siguiente manera:

${\displaystyle \lim _{T\to 0}\Delta S=0}$

La ecuación anterior es una formulación moderna del teorema. Nernst solía utilizar una forma que evitaba el concepto de entropía. ^{[ 1 ]}

Otra forma de ver el teorema es comenzar con la definición de la energía libre de Gibbs ( G ),${\displaystyle G=H-TS}$donde H representa la entalpía . Para un cambio de reactivos a productos a temperatura y presión constantes, la ecuación se convierte en:${\displaystyle \Delta G=\Delta HT\Delta S}$.

En el límite de T = 0, la ecuación se reduce a simplemente ΔG = ΔH , como se ilustra en la figura que se muestra aquí, lo cual está respaldado por datos experimentales. ^{[ 2 ]} Sin embargo, se sabe por termodinámica que la pendiente de la curva ΔG es −ΔS . Dado que la pendiente que se muestra aquí alcanza el límite horizontal de 0 cuando T → 0, entonces la implicación es que ΔS → 0, lo cual es el teorema del calor de Nernst.

La importancia del teorema del calor de Nernst radica en que posteriormente fue utilizado por Max Planck para formular la tercera ley de la termodinámica , que establece que la entropía de todos los materiales homogéneos, puros y perfectamente cristalinos en completo equilibrio interno es 0 en el cero absoluto .

• Theodore William Richards

• Denbigh, Kenneth (1971). Los principios del equilibrio químico (3.ª  ed.). Cambridge University Press.– Véanse especialmente las páginas 421-424 .

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