結構生物化學/第三定律
熱力學第三定律是關於熵在自然界中作用的物理定律。這條定律與熱力學前兩條定律一樣是絕對的，這意味著可觀察到的宇宙中的所有事物都遵循這些定律，並且像時間和重力一樣，沒有任何事物可以免除它們的約束。熱力學第三定律指出：
- "當一個系統接近絕對零度時，所有過程都會停止，系統的熵會接近最小值。"
然而，這個最小值不一定是零，儘管它在完美的純晶體物質中幾乎總是零。完美的純晶體是指原子和分子排列完全對稱且均勻分佈在整個物質中的晶體，並且每個分子都彼此相同。在開爾文溫標上，零開爾文是宇宙中最低的數學可能溫度，對應於大約 -273.15° 攝氏度或 -459.7 華氏度。
實際上，任何真實系統都無法達到絕對零度，部分原因是由於熱力學第二定律，該定律指出熱量不能自發地從較冷的物體傳遞到較熱的物體。因此，任何系統在接近絕對零度時都必須從附近的系統中汲取能量。由於它必須汲取能量，因此獲得絕對零度在物理上是不可能的，並且是宇宙的數學極限。
熱力學第三定律的結果是引入了這樣一個概念，即系統的熵 ΔS 在絕對零度溫度下達到一個常數（或完美的晶體為 0 開爾文）。這很重要，因為它提供了一個基礎，可以從該基礎測量熵。對於任何只涉及處於內部平衡的物質的等溫過程，當溫度接近零度時，熵變趨於零。熵量化了系統的無序程度，並用於預測系統將如何自發地變化。由於熵與系統的溫度成正比，因此當溫度達到最低點（絕對零度）時，熵也趨於零。這個概念可以透過從水入手舉例來說明。處於最自由狀態的水蒸氣，不受分子間力的影響，因此分子在整個大氣中自由地、隨機地運動和擴散。這種形式的水熵很高（隨機性）。當溫度降到 100°C 以下，氣體凝結成液體時，分子間力開始發揮更大的作用，因此分子運動不再那麼自由。這種形式的水失去了一些熵。當液態水接近 0°C 並凍結成固態冰時，分子間力變得極其強大，分子不再能自由運動，而只能在冰晶內部振動。這種形式的熵極低。當水進一步冷卻，溫度越來越接近絕對零度時，分子將完全停止運動，此時狀態的熵將為零。