Dulong-Petit törvény
Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2016. június 27-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 16 szerkesztést igényelnek .A Dulong - Petit törvény ( Dulong és Petit törvény , a hőkapacitás állandóságának törvénye ) egy empirikus törvény , amely szerint az egyszerű szilárd anyagok moláris hőkapacitása szobahőmérsékleten közel 3R [1] :
hol van az univerzális gázállandó .
A törvény abból a feltételezésből származik, hogy a test kristályrácsa atomokból áll, amelyek mindegyike a rács szerkezete által meghatározott három irányban hajt végre harmonikus rezgéseket , és a különböző irányú rezgések egymástól abszolút függetlenek. Kiderült, hogy minden atom három oszcillátort képvisel , amelyek energiáját a következő képlet határozza meg:
A képlet az energia szabadsági fokok közötti egyenlőségre vonatkozó tételéből következik. Mivel minden oszcillátornak egy szabadságfoka van , akkor az átlagos kinetikus energiája egyenlő , és mivel a rezgések harmonikusan mennek végbe, az átlagos potenciális energia megegyezik az átlagos kinetikus energiával, a teljes energia pedig az összegükkel. Az oszcillátorok száma egy mól anyagban , összenergiájuk abszolút hőmérsékletre vonatkoztatott deriváltja megegyezik a szilárd anyag hőkapacitásával; tehát a Dulong-Petit törvény következik.
Itt van egy táblázat számos kémiai elem moláris hőkapacitásának kísérleti értékeiről normál hőmérsékleten:
| Elem | , cal/(K mol) | Elem | , cal/(K mol) |
|---|---|---|---|
| C | 1.44 | Pt | 6.11 |
| B | 2.44 | Au | 5.99 |
| Al | 5.51 | Pb | 5.94 |
| kb | 5.60 | U | 6.47 |
| Ag | 6.11 | - | - |
Ez a törvény a klasszikus fogalmakból származik, és bizonyos pontossággal csak normál hőmérsékletre (körülbelül 15 ° C és 100 ° C között) érvényes.
A hőkapacitás hőmérséklettől való függését széles hőmérséklet-tartományban az Einstein és Debye modellek magyarázzák . Ebben az esetben a Debye-modell tartalmazza a legteljesebb leírást, és jól illeszkedik a kísérlethez.
Jegyzetek
- ↑ Dulong és Petit törvény. Cikk a fizikai enciklopédiában. . Letöltve: 2012. július 6. Az eredetiből archiválva : 2012. március 20.
Megjegyzés
A Dulong-Petit törvényből következik , hogy a fenti táblázatban szereplő összes moláris hőkapacitásnak egyenlőnek kell lennie cal/(mol∙K) J/(mol∙K).
Irodalom
- Saveljev I. V. Általános fizika tanfolyam. Hang 1
- Sivukhin DV Általános fizika tanfolyam. - T. II. Termodinamika és molekuláris fizika.
- Dulong és Petit törvény // Brockhaus és Efron enciklopédikus szótára : 86 kötetben (82 kötet és további 4 kötet). - Szentpétervár. , 1890-1907.