Martín-Olalla, José María

Proof of the Nernst theorem - The European Physical Journal Plus The Nernst heat theorem is proven from purely thermodynamic arguments connected with the second law of thermodynamics. The proof stipulates that $$T=0$$ T = 0 is formalized by a Carnot thermometer, an...

Hace días charlé (una hora) con Horacio Pérez Sánchez sobre el 3er principio de la termodinámica y el teorema de Nernst para su podcast Investigando la Investigación. link.springer.com/article/10.1...

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#DivulgaUS El científico y divulgador ‪@ccuanticos.bsky.social‬ entrevista al profesor de la @unisevilla.bsky.social José María Martín Olalla

💡 AVISO A NAVEGANTES Aún hay mucho que decir sobre de la Termodinámica

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Esta mañana hablé largo (2 horas) con Cuentos Cuánticos sobre termodinámica y el teorema de Nernst. @unisevilla.bsky.social @fisicaus.bsky.social El resultado fue este youtu.be/piz9v9Rrk98?...

Muchas gracias. Es usted muy amable.

Thermodynamics revisited: Study solves 120-year-old problem and corrects one of Einstein's ideas Nernst's theorem—a general experimental observation presented in 1905 that entropy exchanges tend to zero when the temperature tends to zero—has been directly linked to the second principle of thermodynamics in a paper published in The European Physical Journal Plus, whose sole author is University of Seville professor José Martín-Olalla.

A new theoretical analysis directly links Nernst's theorem to the second law of thermodynamics, correcting a longstanding interpretation and clarifying the inaccessibility of absolute zero. doi.org/g9qkq3

YouTube video by José María Martín-Olalla A 120-year late proof of the Nernst theorem (third law of thermodynamics)

A presentation talk of this study in functional English is available here youtu.be/ueAYN3K1Bro

Proof of the Nernst theorem - The European Physical Journal Plus The Nernst heat theorem is proven from purely thermodynamic arguments connected with the second law of thermodynamics. The proof stipulates that $$T=0$$ T = 0 is formalized by a Carnot thermometer, an...

"Someone is wrong in internet" (xkcd). What if textbooks are wrong? What if the mistake originated in one Einstein's idea? Come and see a 120-year late "Proof of the Nernst theorem" now published at @springernature.com

doi.org/10.1140/epjp...

cc @johncarlosbaez.mathstodon.xyz.ap.brid.gy

olvidé mencionar a @fisicaus.bsky.social

La traducción a la lengua castellana está disponible en el repositorio institucional. @unisevilla.bsky.social

hdl.handle.net/11441/174365

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Proof of the Nernst theorem - The European Physical Journal Plus The Nernst heat theorem is proven from purely thermodynamic arguments connected with the second law of thermodynamics. The proof stipulates that $$T=0$$ T = 0 is formalized by a Carnot thermometer, an...

Fuente artículo: "Proof of the Nernst theorem" European Physical Journal Plus 140 528 (acceso libre)

doi.org/10.1140/epjp...

(retuiteen esto por favor, y la cabecera del hilo)

A continuación versión en lengua castellana. @unisevilla.bsky.social

Bonus: la demostración del teorema de Nernst en UNA LÍNEA, eso sí 120 años después de su formulación.

Esa máquina supereficiente pero inútil porque no produce trabajo sirve para un propósito: establecer/medir T=0. No es raro que se necesite una máquina nula para medir una T nula. No es muy diferente de medir una longitud o una mas nula.

Con la idea de que T=0 se mide por una máquina de Carnot, la demotración del teorema es rápida. Si Tr->0, entonces Qr->0, y el postulado de Planck obliga a que W->0 y Qc->0. En la ecuación (10) se tiene un cero porque Qc/Tc = 0 (Qc=0 y Tc es >0). El ΔS de la máquina es cero (11).

Con la idea de que T=0 se mide por una máquina de Carnot, la demotración del teorema es rápida. Si Tr->0, entonces Qr->0, y el postulado de Planck obliga a que W->0 y Qc->0. En la ecuación (10) se tiene un cero porque Qc/Tc = 0 (Qc=0 y Tc es >0). El ΔS de la máquina es cero (11).

En la discusión entre Nernst y Einstein, T=0 era simplemente advertida de forma empírica, asociada a p=0. La imagen muestra las actas del 3er Congreso de Solvay (página 294).

La ecuación (9) no es la ecuación un termómetro que mida temperatura midiendo calor. Es la definición de un observable físico.

Cuando se habla de T=0 se está hablando de una máquina cuyo refrigerador está en el punto más bajo de la jerarquía. El refrigerador universal.

La caldera no puede hacer de refrigerador y el refrigerador no puede hacer de caldera. ¿Por qué? Porque se negaría el postulado de Planck. Entonces este postulado jerarquiza las cosas (de caliente a frío) y la jerarquía se establece por la ecuación (9) de la imagen. (-Qr<Qc por el primer principio)

¿A los termómetros? No, a eso no. La temperatura es una magnitud porque así se deriva del postulado de Planck: cuando decimos que la máquina necesita de caldera y refrigerador hablamos de dos componentes y, además, de dos elementos no intercambiables.

El segundo es el puntito interesante y la novedad que macha el último clavo del ataúd.

Si hablamos de T=0, ¿cómo podemos estar seguros de que T=0?

La temperatura es una magnitud jodida. Es una sensación que se volvió un observable físico. ¿Gracias a qué?

Tanto Nernst como Einstein estaban equivocados.

Nernst erró porque una máquina en T=0 no cuestiona necesariamente el postulado de Planck.
Einstein erró porque es necesario que las máquinas funcionen en T=0.

Así que Einstein dijo: "mira Walther, esto es un postulado". Y como Albert tenía más caché que Walther, y su argumento era algo mejor, se llevó el gato al agua y desde entonces hablamos del tercer principio de la termodinámica. Creo que Nernst nunca lo aceptó del todo.

Einstein refutó el argumento con una finta: la máquina en T=0 no puede funcionar en la práctica, y no puede cuestionar el postulado de Planck. ¿Por qué?

El calor es necesario para hacer la isoterma. Sin calor no hay forma de decir "sé isotermo".

Nernst "demostró" el teorema siguiendo una línea argumental parecida: una máquina no puede funcionar en T=0 porque entonces negaría el postulado de Planck. Entonces T=0 es inalcanzable [una consecuencia adicional del teorema] y el teorema se demuestra.

Cuando Tr se lleva a cero, Qr también cae a cero, el rendimiento tiende a la unidad y el postulado se cuestiona: se convierte calor en trabajo. El teorema de Nernst señala que Qr/Tr tiende también a cero. La máquina supereficiente es inútil: no produce trabajo. Todo encaja.

El postulado de Planck establece que una máquina térmica necesita de una caldera y de un refrigerador para obtener trabajo. El teorema de Carnot vincula los calores intercambiados con las temperaturas de caldera y refrigerador. Los intercambios son isotermos y conllevan ΔS=Q/T.

Cuando un sistema cambia de volumen (o de presión) tiende a cambiar de temperatura. Si la experiencia es isoterma, el cambio de T se inhibe intercambiando calor con el exterior. La razón Q/T es el incremento de entropía isotermo. Cuando T->0, ΔS->0 y, también, Q->0.

Nernst comprobó experimentalmente que las variaciones de entropía isoterma tiende a cero cuando la temperatura tiende a cero. La cuestión es si esto puede derivarse del postulado de Planck (teorema) o si solo está corroborado por la experiencia (principio).

Nernst formuló su "teorema" en 1905. En 1912 presentó una "demostración". Pero en 1913, (3er Congreso de Solvay) Einstein la refutó. Desde entonces es "independiente" del postulado de Planck (2o principio de la termo).