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物理学漫谈

热力学第三定律的发现过程及内涵浅析2024－06－25收到

†email：miaoyideng@

1，†2，††††email：xzli@

邓妙怡李新征

(1北京大学前沿交叉学科研究院科学技术与医学史系北京100871)DOI：10.7693/w

CSTR：32040.14.w

(2北京大学物理学院北京100871)

在物理学四大力学中，热力学独具魅力。热力学四大定律如同建筑物的基石一般，

支撑起了一个让人们可以“针对热学现象基于演绎推理的逻辑”进行理论描述的科学知

识体系。这个体系是如此简洁、丰富，以至于它和牛顿力学一样，成为大学物理学教育

中最基础、最重要的部分。在热力学理论的形成过程中，以理查兹、能斯特为代表的从

事物理化学研究的化学家们在热力学第三定律提出时扮演了重要的角色。但现有教材在

讲到此部分内容时，对知识点的关注比较多，对历史的介绍相对少一些。文章拟针对这

段历史进行回顾，并就热力学第三定律的物理内涵展开一些讨论。希望通过这个总结，

为物理、化学、材料科学等学科专业的同学们在学习热力学第三定律时提供一个不一样

的视角。进而，能够更为全面地理解自然界的奇妙以及人们认识自然规律时简单逻辑的

重要性，体会科学研究中不同学科之间交叉互融的作用。

提出，早期被称为能斯特热定理于化学反应热的研究中极其重要的

1引子

(Nernstheattheorem)1)。能斯特因此量热法(calorimetry)技术变革的引领

[3]

爱因斯坦曾这样评价热力学理获得1920年的诺贝尔化学奖。后者。这些精确测量化学反应中关键

论体系：“越简单、内容越丰富、适来，能斯特热定理被命名为热力学物理量的实验技术的发展及电化学

用范围越广的理论越让人印象深第三定律。相较于热力学第一、第实验输出功的测量，是热力学第三

4)

刻，经典热力学就是这样的理论，二定律及之后被总结出的第零定定律能够被提出的基础。

我认为它是唯一的一个基本原理从律，热力学第三定律具有明确的量或许正是因为热力学第三定律

2)

未被推翻的具有普适性的物理学理子力学内涵。实际上，能斯特就是的发现是由物理与化学的学科交叉

[1，2]与量子力学的发展密切相关的索尔进而兴起的物理化学学科的发展所

论”。

在热力学的四大定律中，第三维会议的关键发起人。在热力学第导致的，时至今日，在物理学教学

定律非常特殊。它是由19世纪末、三定律的产生过程中，美国化学家中关于其产生的历史过程与物理内

20世纪初物理与化学学科发展的交理查兹(TheodoreWilliamRichards，涵的论述与第一和第二定律相比，

叉互融所产生的重要成果。历史1868—1928)3)同样发