Explicando por qué la tercera ley de la termodinámica dice que la entropía de un cristal perfecto sería cero en el cero absoluto, http://www.brighthub.com/enginee …
dice: “Un cristal puro es la sustancia en la cual todas las moléculas están perfectamente
idéntico y la alineación de las moléculas entre sí es perfectamente
uniforme en toda la sustancia “.
Los cristales son sólidos con una estructura (llamada celda unitaria) que se repite a lo largo de todos los ejes del cristal. Las desviaciones de la “pureza” en un cristal pueden ser en composición o en estructura. Todas las células unitarias están a distancias predecibles de todas las demás células unitarias. (Consulte el artículo sobre la estructura cristalina en Wikipedia para obtener más detalles. Http://en.wikipedia.org/wiki/Uni…)
Las impurezas composicionales ocurren cuando algunos de los átomos que se supone que están en el cristal (por ejemplo, átomos de carbono en un diamante) son reemplazados por átomos de otro elemento (por ejemplo, el nitrógeno en un diamante causa un color amarillo o marrón). Entonces, algunas celdas unitarias tienen una composición diferente que otras celdas unitarias. El diseño de semiconductores controla las propiedades eléctricas de los cristales semiconductores al agregar impurezas controladas a niveles de una parte en mil millones a una parte en cien mil. reducir los niveles de impurezas por debajo de uno en mil millones es muy difícil.
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Los defectos estructurales pueden ocurrir porque un átomo que debería estar presente está ausente (una vacante) o porque las celdas unitarias no se alinean exactamente (dislocaciones, límites de grano, hermanamiento, etc.). También todos los cristales reales tienen superficies. El espacio que está más allá de la superficie del cristal no tiene más células unitarias. Los átomos en la superficie de un cristal generalmente se mueven a posiciones ligeramente diferentes de las que tendrían dentro del cristal porque en un lado no hay átomos vecinos que los empujen o tiren de ellos. Esto se llama reconstrucción de superficie.
Entonces, la entropía cero de un cristal puro en el cero absoluto es un experimento mental. Podemos imaginarlo en nuestras mentes y podemos calcular sus propiedades teóricas incluso si nunca podemos hacer el cristal perfecto o reducir su temperatura hasta el cero absoluto.
