Der 3. Hauptsatz wurde 1906 von Walter Nernst aufgestellt. Er entdeckte ihn, während er Entropien in der Nähe des absoluten Nullpunkts untersuchte. Da in einem perfekten Kristall am absoluten Nullpunkt keine Teilchen mehr schwingen können, kann es auch keine Entropieänderungen mehr geben. Dies gilt aber nur für perfekte Einkristalle, die unendlich ausgedehnt sind. Sobald die Gitterstruktur einen Fehler aufweist, oder eine Bruchstelle hat, gibt es wieder Unregelmäßigkeiten da nichtmehr jedes Teilchen exakt die gleiche Umgebung besitzt. Teilchen 1 hat z.B. eine andere Umgebung als Teilchen 2:


Daraus folgt, daß es Orte mit höherer Entropie, da die Unordnung dort größer ist und solche mit niedriger Entropie gibt. Teilchen 2 z.B. hat mehr Schwingungsmöglichkeiten als Teilchen 1:

Der perfekte Kristall ist nur ein theoretischer Zustand, denn ein Stoff friert sehr oft gerade so ein, wie er im Flüssigen durchgemischt vorliegt. Außerdem ist es nicht wirklich möglich einen Kristall zu erhalten, der unendlich ausgedehnt ist und keinerlei Fehler aufweist. Also kann die Entropie nie wirklich Null sein. Der Grenzwert der Entropie bei der absoluten Temperatur von 0 K ist für jeden Reinstoff mit perfekter Kristallstruktur :


In Worten ausgedrückt bedeutet dies:
Es ist unmöglich durch irgendeinen Prozeß mit einer endlichen Zahl von Einzelschritten, die Temperatur eines Systems auf den absoluten Nullpunkt von 0 K (=Kelvin) zu senken (bisher tiefste erreichte Temperatur = 2*10^-5K).
Durch dieses Gesetz kann man allerdings nicht den absoluten Entropiewert am Nullpunkt sagen, nur, daß die Änderung Null ist. 1912 wurde jedoch von Max Planck vorgeschlagen willkürlich der Entropie am absoluten Nullpunkt den Wert Null zuzuteilen. Dadurch wurde es möglich, Entropien an anderen Punkten zu messen, wenn man als Bezugszustand den absoluten Nullpunkt wählt.
Der 2. Hauptsatz sieht die Existenz einer absoluten Temperaturskala einschließlich eines absoluten Temperaturnullpunkts vor. Der 3. Hauptsatz der Thermodynamik besagt, daß der absolute Nullpunkt der Temperatur durch keinen Prozeß mit einer begrenzten Anzahl von Schritten erreicht werden kann. Man kann sich dem absoluten Nullpunkt beliebig nähern, ihn aber nie erreichen.

Zitate von Wissenschaftlern:
Planck: "Am absoluten Nullpunkt verschwinden die Entropien aller in einem inneren Gleichgewichtszustand befindlichen reinen Stoffe".

G.N.Lewis und M.Randall (1923 in thermodynamics and the free energy of chemical substances): "Wenn man die Entopie der Elemente in irgendeinem kristallinen Zustand beim absoluten Nullpunkt der Temperatur gleich Null setzt, dann hat jeder Stoff eine bestimmte positive Entropie. Am absoluten Nullpunkt der Temperatur kann die Entropie den Wert 0 annehmen, sie tut dies bei völlig geordneten, perfekten Kristallen"