Prawo Dulonga-Petita

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Prawo Dulonga-Petita - empiryczne prawo dotyczące ciepeł molowych pierwiastków chemicznych które głosi że:

Wszystkie jednoatomowe kryształy powinny wykazywać molową pojemność cieplną równą trzykrotnej wartości uniwersalnej stałej gazowej.

Od powyższej reguły bardzo znacznie odbiegają przede wszystkim węgiel oraz bor. Niezależnie od tego, ciepła atomowe zależą od temperatury - w niskich temperaturach molowe ciepło atomowe zbliża się asymptotycznie do zera.

Wartość uniwersalnej stałej gazowej w jednostkach SI wynosi ok. 8,31 J/(mol*K), a zatem jednotomowe kryształy powinny mieć pojemność cieplną równą ok. 24,9 J/(mol*K). W warunkach normalnych zgadza się to w pewnym przybliżeniu z wartością wyznaczoną eksperymentalnie dla większości pierwiastków chemicznych znanych w czasie formułowania tego prawa.

Teoretyczne wyjaśnienie tego prawa opiera się na zasadach termodynamiki statystycznej i przyjęciu założenia, że wszystkie atomy w krysztale zachowują się jak oscylatory harmoniczne. Ze względu na odchylenia atomów od tego modelu (są oscylatorami kwantowymi), słuszność "prawa" Dulonga-Petita załamuje się dla niskich temperatur oraz dla pierwiastków, które tworzą kryształy z nierównocennymi wiązaniami chemicznymi - np. grafit.

Prawo sformułowali w roku w 1819 Pierre Louis Dulong i Alexis Thérèse Petit[1].

Przypisy

  1. Alexis-Thérèse Petit, Pierre-Louis Dulong. Recherches sur quelques points importants de la Théorie de la Chaleur. „Annales de Chimie et de Physique”. 10, s. 395–413, 1819 (fr.).  (tłumaczenie na j. ang.)