Дюлонга и Пти закон. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Дюлонга и Пти закон - эмпирич. правило, согласно к-рому молярная теплоёмкость при пост. объёме для всех простых твёрдых тел одинакова и составляет прибл. 25Дж/моль-К. Установлен в 1819 франц. физиками П. Дюлонгом (P. L. Dulong) и А. Пти (A. Th. Petit). Д. и П. з. может быть выведен из закона равнораспределения колебат. энергии по степеням свободы, согласно к-рому на каждую степень свободы колебат. движения приходится энергия kT, где Т - абс. температура. Поскольку число колебательных степеней свободы у кристалла, содержащего N атомов (N - число Авогадро), равно 3N (см. Динамика кристаллической решётки ),то ср. энергия теплового движения в кристалле, содержащем 1 моль вещества, составляет E=3NkT, а соответствующая молярная теплоёмкость равна дE/дТ= c_v= 3Nk=24,9 Дж/моль-К. Д. и П. з. удовлетворительно выполняется для большинства хим. элементов и простых соединений при комнатной температуре. При понижении температуры теплоёмкость падает гораздо ниже значения, даваемого Д. и П. з., стремясь к нулю как Т³ у диэлектриков и как Т - у металлов. Отклонения от Д. и П. з. при низких темп-pax были объяснены в Дебая теории твёрдого тела. Согласно этой теории, Д. и П. з. относится к области высоких температур (выше Дебая температуры q_D), в к-рой возбуждены все колебат. степени свободы. При понижении температуры происходит "вымораживание" всё большего числа степеней свободы, что и приводит к уменьшению теплоёмкости. В кристаллах с высокой температурой Дебая (у алмаза q_D=1860 К, у бериллия q_D=1000 К) Д. и П. з. не выполняется уже при комнатной температуре. Небольшие отклонения от Д. и П. з. наблюдаются и при высоких темп-pax (Т>q_D). Они связаны с ангармонизмом колебаний кристаллич. решётки и дисперсией акустич. фононов ,обусловленной дискретной структурой кристалла. Для сложных кристаллов Д. и П. з. может не выполняться по двум причинам: 1) кристалл плавится пли разлагается при Т<q_D,т. е. не существует в области, где справедлив Д. и П. з.; 2) существенный вклад в теплоёмкость вносят внутримолекулярные колебания (напр., такими колебаниями обусловлено 20% теплоёмкости бензола при Т=150 К и 80% при 270 К).

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

Дюлонга и Пти закон

Литература по закону Дюлонга и Пти