A Terceira Lei estabelece que a entropia de um sistema em equilíbrio térmico aproxima-se de uma constante universal quando \( T \to 0 \). Em termos estatísticos, isso reflete a transição do sistema para o seu estado fundamental .
Para um cristal perfeito, o estado fundamental é único (\( g_0 = 1 \)), o que implica \( S_0 = 0 \). No entanto, se houver desordem estrutural ou multiplicidade de estados de mesma energia mínima, surge a Entropia Residual .
- Necessidade da Quantização: No regime clássico, a entropia diverge para \( -\infty \) (\( S \sim \ln T \)). A quantização dos níveis de energia é o que garante um limite finito e nulo.
- Consequência Física: É impossível atingir o zero absoluto em um número finito de passos (processos adiabáticos e isotérmicos tornam-se indistinguíveis).
Níveis de energia quantizados (\( \hbar \)) garantem a ocupação de um estado único no limite \( T \to 0 \).