Dulong-Petit Law

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 27. juni 2016; checks kræver 16 redigeringer .

Dulong - Petit - loven ( Dulong- og Petit -loven , loven om varmekapacitetens konstanthed ) er en empirisk lov , ifølge hvilken den molære varmekapacitet af simple faste stoffer ved stuetemperatur er tæt på 3R [1] :

C_{v}=3R,

hvor er den universelle gaskonstant . $R$

Loven er afledt under den antagelse, at legemets krystalgitter består af atomer, som hver især udfører harmoniske vibrationer i tre retninger bestemt af gitterets struktur, og vibrationer i forskellige retninger er absolut uafhængige af hinanden. Det viser sig, at hvert atom repræsenterer tre oscillatorer med energi defineret af følgende formel: $E$

$E=kT.$

Formlen følger af sætningen om udligningsfordelingen af energi over frihedsgrader. Da hver oscillator har én frihedsgrad , så er dens gennemsnitlige kinetiske energi lig , og da svingningerne forekommer harmonisk, er den gennemsnitlige potentielle energi lig med den gennemsnitlige kinetiske energi, og den samlede energi er lig med deres sum. Antallet af oscillatorer i et mol af et stof er , derivatet af deres samlede energi med hensyn til absolut temperatur er lig med varmekapaciteten af det faste stof; derfor følger Dulong-Petit-loven. $K={kT \over 2}$ ${\displaystyle 3N_{a))$

Her er en tabel med eksperimentelle værdier af den molære varmekapacitet af en række kemiske grundstoffer for normale temperaturer:

Element	$C_v$ , kal/(K mol)	Element	$C_v$ , kal/(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	-	-

Denne lov er afledt af klassiske begreber og er med en vis nøjagtighed kun gyldig for normale temperaturer (fra ca. 15 ° C til 100 ° C).

Varmekapacitetens afhængighed af temperatur over et bredt temperaturområde er forklaret i Einstein- og Debye- modellerne . I dette tilfælde indeholder Debye-modellen den mest komplette beskrivelse og stemmer godt overens med eksperimentet.

Noter

↑ Dulong og Petit lov. Artikel i den fysiske encyklopædi. . Hentet 6. juli 2012. Arkiveret fra originalen 20. marts 2012. (ubestemt)

Bemærk

Det følger af Dulong-Petit-loven , at alle molære varmekapaciteter i tabellen ovenfor skal være lig med cal/(mol∙K) J/(mol∙K). $3R=5.957623818$ $=24.9433794$

Litteratur

Savelyev I.V. Kursus i generel fysik. Bind 1
Sivukhin DV Almen kursus i fysik. - T. II. Termodynamik og molekylær fysik.
Dulong og Petit law // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron : i 86 bind (82 bind og 4 yderligere). - Sankt Petersborg. , 1890-1907.