Legea Dulong-Petit este o lege empirică descoperită în 1819 de fizicienii francezi Pierre Louis Dulong și Alexis Thérèse Petit. Ea afirmă că, pentru o clasă largă de corpuri solide alcătuite dintr-o singură specie de atomi, capacitatea termică la volum constant pe mol are o valoare aproximativ constantă. Conform mecanicii statistice clasice, această valoare rezultă egală cu 3R, unde R este constanta universală a gazului ideal.

La temperaturi joase, rezultatele experimentale se abat semnificativ de la legea Dulong-Petit: capacitatea termică a solidelor tinde la zero când temperatura tinde la 0 K, în conformitate cu principiul al treilea al termodinamicii.

Formulări echivalente

modificare

Deducere

modificare

Un sistem de vibrații într-o rețea cristalină poate fi modelat considerând potențialele unui oscilator armonic pe fiecare grad de libertate. Atunci, energia liberă a sistemului poate fi scrisă ca[1]

 

unde indicele α se sumează pe toate gradele de libertate. În modelul lui Einstein din 1907 (opus modelului Debye, care avea să apară mai târziu) se consideră numai limită de înaltă energie:

 

atunci

 

rezultând

 

Definind frecvența medie geometrică prin

 

unde M e numărul total de grade de libertate ale systemului.


 

Folosind energia

 

rezultă

 


 

care e independent de temperatură.

Vezi și

modificare
  1. ^ Landau, L. D.; Lifshitz, E. M. (). Statistical Physics Pt. 1. Course in Theoretical Physics. 5 (ed. 3rd). Oxford: Pergamon Press. p. 193,196. ISBN 0750633727. 

Bibliografie

modificare
  • Țițeica, Șerban: Curs de fizică statistică și teoria cuantelor, All Educational, Timișoara, 2000. ISBN 973-684-319-X