Опыты Дюлонга и Пти

Прежде чем рассматривать значение этого результата, проанализируем цифры, приведенные в таблице. 1. Удель­ные теплоемкости большинства химических элементов, кро­ме теллура и кобальта, находятся в приемлемом согласии с современными значениями. Большинство атомных весов также правильны, опять-таки кроме теллура и кобальта. В чем же дело? Мы можем лишь предположить, что Пти и Дюлонг ра­ботали не с теми материалами, как они думали. Они зани­мались своими исследованиями в то время, когда атомная теория находилась еще в «младенческом возрасте» — ей было 20 лет — и тогда было много неясностей отно­сительно того, какие вещества являлись химическими эле­ментами. Теллур был открыт в 1782 г., а селен, находя­щийся в близком химическом сродстве с ним,— в 1817 г., всего за два года до эксперимента Пти и Дюлонга. Воз­можно, они работали с селеном, а не с теллуром: согласие результатов при этом значительно лучшее. С кобальтом дело обстоит сложнее. Атомный вес этого элемента около 40; трудно представить себе, какой химический элемент — металл с близким атомным весом — можно спутать с ко­бальтом. Поэтому кобальт остается загадкой.

Пти и Дюлонг считали, что при более точных измерениях произведение атомного веса на удельную теплоемкость — атомная теп­лоемкость — должно быть в точности постоянным. Они были бы разочарованы, если бы взяли для своих исследо­ваний такие элементы (как, например, углерод), у которых атомная теплоемкость значительно меньше. Это расхож­дение получило объяснение. Дело в том, что принцип Больцмана справедлив, если только энергия непрерывна. Как бы ни были малы количества энергии, этот принцип тре­бует, чтобы энергия могла делиться между несколькими степенями свободы.

Закономерность, которую нашли Пти и Дюлонг про­верялась более точными современными калориметричес­кими методами; ей подчиняется большинство химических элементов (закон, согласно которому теплоемкость СV всех твердых тел при достаточно высокой температуре есть величина постоянная, не зависящая от температуры и составляющая около 3Rneaeq25 Дж/( моль К) - значение Дюлога-Пти, т.е. при нагревании любого вещества на 1К каждый атом поглощает одинаковое количество энергии neaeq.gif (64 bytes)3kB . В классической модели твердого тела это объясняется как сумма кинетической энергии, по kBТ/2 на каждую степень свободы (равнораспределение), и потенциальной энергии, равной кинетической. Т.е. энергия 1 моля вещества - U = 3NakBT, а его теплоемкость - СV = (d.gif (63 bytes)U/d.gif (63 bytes)T)V = 3NakB = 3R, в полном соответствии с законом Дюлонга - Пти). Пти и Дюлонг вывели также общую формулу скорости охлаждения тел и изобрели катетометр.

Перейти на страницу: 1 2 

О проекте

Мы создали этот проект для людей, которых интересует наука физика. Материалы на сайте представлены интересно и понятно.

Новые статьи

Солнечная энергия
Ведущим экологически чистым источником энергии является Солнце.
Энергия ветра
По оценке Всемирной метеорологической организации запасы энергии ветра в мире составляют 170 трлн кВт·ч в год.