ДЮЛО́НГА И ПТИ ЗАКО́Н
-
Рубрика: Физика
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
Книжная версия:
Электронная версия:
ДЮЛО́НГА И ПТИ ЗАКО́Н, эмпирич. правило, согласно которому молярная теплоёмкость при постоянном объёме для всех твёрдых тел одинакова и приблизительно равна 25 Дж/(моль·К). Установлен П. Дюлонгом и А. Пти в 1819. Д. и П. з. может быть выведен из закона равного распределения колебательной энергии по степеням свободы, согласно которому на каждую степень колебательного движения приходится энергия kT, где k – постоянная Больцмана, T – абсолютная темп-ра. Поскольку число степеней свободы кристалла, содержащего N атомов (N – число Авогадро), равно 3N, то ср. энергия теплового движения в кристалле E=3NkT, а соответствующая молярная теплоёмкость cv=∂E/∂T=3Nk=3R=24,9 Дж/(моль·К) (R – универсальная газовая постоянная).
Д. и П. з. выполняется для большинства химич. элементов и простых соединений вблизи комнатной темп-ры. При низких темп-рах наблюдаются отклонения от этого закона (напр., при понижении темп-ры теплоёмкость диэлектриков стремится к нулю как T3, а металлов – как T), которые были объяснены в Дебая модели твёрдого тела. Согласно этой модели, Д. и П. з. справедлив при темп-рах выше Дебая температуры θD. В кристаллах с высокой θD (напр., у алмаза θD = 1860 К, у бериллия θD = 1000 К) Д. и П. з. не выполняется уже при комнатной темп-ре. Небольшие отклонения от Д. и П. з. наблюдаются и при T>θD; они связаны с ангармонизмом колебаний кристаллич. решётки и дисперсией акустич. фононов.