Дюлонга и Пти закон

д

ДЮЛОНГА И ПТИ ЗАКОН гласит, что в твердом состоянии атомная теплоемкость, т. е. удельная теплоемкость Q простого тела, умноженная на его атомный вес А, есть величина постоянная и равна приблизительно 6 калориям: АQ = 6. Этот закон в 30-х годах 19 века явился важным средством определения атомного веса (из чисто химических данных возможно было тогда вывести лишь эквивалентный вес). По закону Дюлонга и Пти, атомный вес серебра оказался в 4 раза больше веса, принятого до того времени Берцелиусом; железа - в 2 раза меньше. Закон Дюлонга и Пти, однако, не является точным. Некоторые элементы, например, углерод, бор, бериллий, при обычных температурах имеют атомную теплоемкость значительно меньшую 6, но при высоких температурах их теплоемкость стремится к этой величине. Впоследствии обнаружилось, что теплоемкость всех элементов есть функция температуры, стремящаяся к нулю при абсолютном нуле.

Таким образом закон Дюлонга и Пти есть предельный закон для температур, далеко отстоящих от абсолютного нуля. Теоретически закон Дюлонга и Пти неразрывно связан с теоремой статистической механики о равномерном распределении энергии по степеням свободы. На каждую степень свободы (на граммолекулу), по этой теореме, должна приходиться энергия ½ RT, где R - газовая постоянная, равная в тепловых единицах 1,985 cal. В газообразном состоянии поступательное движение атома соответствует 3 степеням свободы. В твердом состоянии (например, в кристалле) атом совершает колебательное движение по всем направлениям, что соответствует 6 степеням свободы (по три на кинетическую и потенциальную энергию). Следовательно, теплоемкость

Dulonga Pti zakon 1

Отклонения от равномерного распределения энергии по степеням свободы, связанные с квантовым характером атомных явлений и заметно проявляющиеся при низких температурах, являются причиной отклонений от закона Дюлонга и Пти.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 7 - 1929 г.