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열역학 3법칙에서 0K보다 낮은 온도로 내려가면 무질서도는 어떻게 되나요?

안녕하세요. 화학반응이 진행될 때 열역학 제 3 법칙에 의하여 순수한 물질은 0K에 가까워질 수록 엔트로피 값도 0J/K에 다다른다고 하는데요, 그렇다면 물질이 0K 이하로 내려가면 어떻게 되는 건가요?

2개의 답변이 있어요!

  • 김지호 전문가

    김지호 전문가

    제약회사

    ∙

    열역학 3법칙에서 순수한 물질이 0 K에 가까워질수록 내부 원자나 분자의 배치가 하나로 고정되며, 가능한 미시 상태의 수가 1이 되며 이는 완벽한 결정체의 엔트로피는 절대영도(0 K)에서 0이라는 것을 의미합니다.

    이때 정상적인 물질에서는 내부 에너지를 낮추면 엔트로피도 줄어들고, 온도가 0K에 도달하게 됩니다. 그러나 절대 0 K보다 낮은 온도는 일반적인 의미의 온도로는 존재하지 않습니다. 왜냐하면 엔트로피가 이미 최소값(0)에 도달했기 때문이며 절대 0 K 아래로 내려간다는 것은 고전적인 물리적 의미에서는 불가능합니다. 감사합니다.

  • 이충흔 전문가

    이충흔 전문가

    NAMSUNG HS

    ∙

    안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

    열역학 제3법칙과 절대영도(0K)의 개념은 물리학에서 가장 근본적인 원리 중 하나입니다. 온도가 0K에 가까워질수록 물질의 엔트로피(무질서도)는 최소화되고, 이론적으로는 0J/K에 도달합니다. 이는 모든 원자나 분자가 완벽하게 정렬되고, 움직임이 멈춘 상태를 의미합니다.

    그렇다면 물질이 0K 이하로 내려갈 수 있느냐 하면, 그렇지 않습니다. 0K 이하의 온도는 존재하지 않습니다. 이는 물리적으로 불가능합니다. 0K는 모든 열에너지가 제거된 상태를 의미합니다. 더 낮은 온도는 에너지가 음수가 되어야 하는데, 이는 물리적으로 의미가 없습니다.