Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Закон Джоуля — Коппа

23.03.2022

Закон Джоуля—Коппа — закон, описывающий теплоёмкость сложных (то есть состоящих из нескольких химических элементов) кристаллических тел.

Основан на законе Дюлонга—Пти. Каждый атом в молекуле имеет три колебательных степени свободы и обладает энергией E a = 3 k T {displaystyle E_{a}=3kT} . Соответственно, молекула из n {displaystyle n} атомов обладает в n {displaystyle n} раз большей энергией:

E = 3 n k T . {displaystyle E=3nkT.}

Молярная теплоёмкость вещества равна:

C v = 3 n k N = 3 n R , {displaystyle C_{v}=3nkN=3nR,}

то есть она в n {displaystyle n} раз больше теплоёмкости кристалла с одноатомными молекулами. Иными словами, молярная теплоёмкость вещества равна сумме теплоёмкостей составляющих его химических элементов. Важно отметить, что закон Джоуля — Коппа выполняется даже для кристаллов, содержащих в своей структуре не подчиняющиеся закону Дюлонга—Пти химические элементы.

История

Закон впервые был высказан Джоулем в 1844 г., а окончательно сформулирован и подтверждён экспериментально Коппом в 1864 году. Данный закон выведен из классических представлений и с определённой точностью справедлив лишь для нормальных температур (примерно от 15 °C до 100 °C).

Зависимость теплоёмкости от температуры в широком диапазоне температур объясняется в моделях Эйнштейна и Дебая. При этом Модель Дебая содержит наиболее полное описание и хорошо согласуется с экспериментом.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий: