Dulong-Petit laki

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 27. kesäkuuta 2016 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 16 muokkausta .

Dulong - Petitin laki ( Dulongin ja Petit -laki , lämpökapasiteetin vakiolaki ) on empiirinen laki , jonka mukaan yksinkertaisten kiinteiden aineiden molaarinen lämpökapasiteetti huoneenlämpötilassa on lähellä 3R :a [1] :

C_{v}=3R,

missä on yleiskaasuvakio . $R$

Laki johdetaan olettaen, että kappaleen kidehila koostuu atomeista, joista jokainen suorittaa harmonisia värähtelyjä kolmeen hilan rakenteen määräämään suuntaan, ja eri suuntiin olevat värähtelyt ovat täysin riippumattomia toisistaan. Osoittautuu, että jokainen atomi edustaa kolmea oskillaattoria , joiden energia määritellään seuraavalla kaavalla: $E$

$E=kT.$

Kaava seuraa lauseesta energian yhtäläisyydestä vapausasteiden välillä. Koska jokaisella oskillaattorilla on yksi vapausaste , niin sen keskimääräinen kineettinen energia on yhtä suuri ja koska värähtelyt tapahtuvat harmonisesti, keskimääräinen potentiaalienergia on yhtä suuri kuin keskimääräinen kineettinen energia ja kokonaisenergia on yhtä suuri kuin niiden summa. Oskillaattorien lukumäärä yhdessä moolissa ainetta on , niiden kokonaisenergian johdannainen suhteessa absoluuttiseen lämpötilaan on yhtä suuri kuin kiinteän aineen lämpökapasiteetti; tästä seuraa Dulong-Petitin laki. $K={kT \over 2}$ ${\näyttötyyli 3N_{a))$

Tässä on taulukko useiden kemiallisten alkuaineiden molaarisen lämpökapasiteetin kokeellisista arvoista normaaleissa lämpötiloissa:

Elementti	$CV$ , cal/(K mol)	Elementti	$CV$ , cal/(K mol)
C	1.44	Pt	6.11
B	2.44	Au	5.99
Al	5.51	Pb	5.94
Ca	5.60	U	6.47
Ag	6.11	-	-

Tämä laki on johdettu klassisista käsitteistä ja pätee tietyllä tarkkuudella vain normaaleissa lämpötiloissa (noin 15 ° C - 100 ° C).

Lämpökapasiteetin riippuvuus lämpötilasta laajalla lämpötila-alueella on selitetty Einsteinin ja Debyen malleissa . Tässä tapauksessa Debye-malli sisältää täydellisimmän kuvauksen ja sopii hyvin kokeiluun.

Muistiinpanot

↑ Dulongin ja Petit-laki. Artikkeli fyysisessä tietosanakirjassa. . Haettu 6. heinäkuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 20. maaliskuuta 2012. (määrätön)

Huomautus

Dulong-Petitin laista seuraa, että kaikkien edellä olevan taulukon molaaristen lämpökapasiteettien tulee olla yhtä suuria kuin cal/(mol∙K) J/(mol∙K). $3R=5,957623818$ $=24.9433794$

Kirjallisuus

Saveljev I.V. Yleisen fysiikan kurssi. Osa 1
Sivukhin DV Yleinen fysiikan kurssi. - T. II. Termodynamiikka ja molekyylifysiikka.
Dulong and Petit Law // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron : 86 osana (82 osaa ja 4 lisäosaa). - Pietari. , 1890-1907.