Третье начало термодинамики (теорема Нернста).

Энтропия определена с точностью до произвольного слагаемого

.

Если этому слагаемому S₁ придать какое-то конкретное значение, то можно говорить об абсолютном значении энтропии.

Теорема Нернста. (Справедлива только для равновесных систем.)

При стремлении температуры любой равновесной системы к абсолютному нулю её энтропия стремится к постоянной величине, которую можно принять равной нулю. Теплоёмкости также стремятся к нулю:

и .

Следствие: невозможно достичь состояния с абсолютным нулем температуры 0 К.

Действительно, при T+0 теплоёмкость системы также стремится к нулю, что делает процесс отвода теплоты невозможным. Можно лишь асимптотически приближаться к 0 К.

Следствие: Уравнение Менделеева-Клапейрона неприменимо для описания идеального газа при T0 К.

Действительно, .

Тогда .

Получаем, что при T0 , что противоречит третьему началу термодинамики. Это делает невозможным применение уравнения Менделеева-Клапейрона для описания газа при температурах, близких к абсолютному нулю. Состояние газа при Т0 называется вырожденным, и для его описания требуется применение законов, полученных на основе квантовой статистики.