Закон Дюлонга — Пти: различия между версиями
[отпатрулированная версия] | [непроверенная версия] |
Pafnutiy (обсуждение | вклад) |
данный закон не является точным и используется преимущественно в историческом контексте |
||
Строка 49: | Строка 49: | ||
|} |
|} |
||
Данный закон выведен из классических представлений и с определенной точностью справедлив лишь для нормальных температур (примерно от 15 °C до 100 °C). |
|||
Зависимость теплоёмкости от температуры |
Зависимость теплоёмкости от температуры в широком диапазоне температур объясняется в моделях [[теория теплоёмкости Эйнштейна|Эйнштейна]] и [[Модель Дебая|Дебая]]. |
||
При этом [[Модель Дебая]] содержит наиболее полное описание и хорошо согласуется с экспериментом. |
|||
== Примечания == |
== Примечания == |
Версия от 08:17, 11 октября 2016
Закон Дюлонга — Пти (Закон Дюлонга и Пти, Закон постоянства теплоёмкости) — эмпирический закон, согласно которому молярная теплоёмкость твёрдых тел при комнатной температуре близка к 3R[1]:
где R — универсальная газовая постоянная.
Закон выводится в предположении, что кристаллическая решетка тела состоит из атомов, каждый из которых совершает гармонические колебания в трёх направлениях, определяемыми структурой решетки, причём колебания по различным направлениям абсолютно независимы друг от друга. При этом получается, что каждый атом представляет три осциллятора с энергией E, определяемой следующей формулой:
Формула вытекает из теоремы о равнораспределении энергии по степеням свободы. Так как каждый осциллятор имеет одну степень свободы, то его средняя кинетическая энергия равна , а так как колебания происходят гармонически, то средняя потенциальная энергия равна средней кинетической, а полная энергия — соответственно их сумме. Число осцилляторов в одном моле вещества составляет , их суммарная энергия численно равна теплоёмкости тела — отсюда и вытекает закон Дюлонга — Пти.
Приведем таблицу экспериментальных значений теплоёмкости ряда химических элементов для нормальных температур:
Элемент | , кал/(К·моль) | Элемент | , кал/(К·моль) |
---|---|---|---|
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 | - | - |
Данный закон выведен из классических представлений и с определенной точностью справедлив лишь для нормальных температур (примерно от 15 °C до 100 °C).
Зависимость теплоёмкости от температуры в широком диапазоне температур объясняется в моделях Эйнштейна и Дебая. При этом Модель Дебая содержит наиболее полное описание и хорошо согласуется с экспериментом.
Примечания
Литература
- Савельев И. В. Курс общей физики. Том 1.
- Сивухин Д. В. Общий курс физики. — Т. II. Термодинамика и молекулярная физика.