Классическая теория - теплоемкость
Cтраница 1
Классическая теория теплоемкости не учитывает квантового характера периодических ( колебательных и вращательных) движений. [1]
Классическая теория теплоемкости не может объяснить зависимость теплоемкости газов от температуры. Остается только предположить, что эта теория справедлива для весьма ограниченного числа случаев. [2]
Классическая теория теплоемкостей газов приводит к серьезным расхождениям с опытными данными. Прежде всего теория приводит к выводу о независимости теплоемкости от температуры, в то время, как данные экспериментов показывают, что для всех веществ, в том числе и для газов, теплоемкость растет с увеличением температуры, а при достаточно низких термодинамических температурах быстро убывает с понижением температуры и стремится к нулю при Т - 0 К. [3]
Классическая теория теплоемкостей газов приводит к серьезным расхождениям с опытными данными. Прежде всего теория приводит к выводу о независимости теплоемкости от температуры, в то время, как данные экспериментов показывают, что для всех веществ, в том числе и для газов, теплоемкость растет с увеличением температуры, а при достаточно низких термодинамических температурах быстро убывает с понижением температуры и стремится к нулю при Г - 0 К. Классическая теория теплоемкостей дает заниженные значения теплоемкостей многоатомных газов по сравнению с опытными данными при средних и высоких температурах. [4]
Классическая теория теплоемкости газов, даже дополненная чуждым ее основам допущением, что степени свободы вращательного и колебательного движений возбуждаются в определенной последовательности, не может удовлетворительно объяснить зависимость теплоемкости газов от температуры. Так как в основе классической теории теплоемкости газов лежит закон о равномерном распределении энергии по степеням свободы молекул, то приходится допустить, это этот закон справедлив ограниченно. Это объясняется тем, что при выводе этого закона предполагалось, что движение молекул подчиняется законам классической механики и классической статистики, а это верно только при высоких температурах. [5]
Классическая теория теплоемкости одноатомных твердых тел дает нам немногим больше, чем эмпирический закон Дюлонга и Пти. Она позволяет вычислить атомную теплоемкость Cv для твердых тел при тех температурах, когда они подчиняются этому закону, но она не отвечает на вопрос, почему, например, свинец подчиняется закону Дюлонга и Пти, начиная от температуры 300 К и выше, а алмаз от 3000 и выше, и почему при приближении к абсолютному нулю атомная теплоемкость твердых тел также стремится к нулю. [6]
 |
Теплоемкость некоторых.| Зависимость истинной теплоемкости от температуры. [7] |
Результаты классической теории теплоемкости достаточно хорошо согласуются с экспериментальными данными в области комнатных температур ( табл. 2.1), однако не подтверждают основного вывода о независимости теплоемкости от температуры. Расхождения, особенно существенные в об-л асти низких и достаточно высоких температур, связаны с квантовым поведением молекул и находят объяснения в рамках квантовой теории теплоемкости. [8]
 |
Теплоемкость некоторых газов при / 0 С в идеально-газовом состоянии. [9] |
Результаты классической теории теплоемкости достаточно хорошо согласуются с экспериментальными данными в области комнатных температур ( табл. 2.1), однако основной вывод о независимости от температуры эксперимент не подтверждает. Расхождения, особенно существенные в области низких и достаточно высоких температур, связаны с квантовым поведением молекул и находят объяснения в рамках квантовой теории теплоемкости. [10]
Трудности классической теории теплоемкости газов связаны с невозможностью правильно учесть в рамках классической механики вклад в теплоемкость собственных колебаний молекул. [11]
В классической теории теплоемкости металлов отсутствует член, отвечающий теплоемкости электронов, не потому, что квант энергии электрона велик. Дело в том, что при повышении температуры увеличить энергию могут лишь электроны металла, находящиеся на самом высоком уровне. Остальные электроны не могут подняться на более высокие уровни, так как эти уровни уже заняты другими электронами. [12]
Применяя классическую теорию теплоемкости к газу, состоящему из двухатомных молекул, следует учитывать, что на каждую молекулу газа приходится 6 степеней свободы: три степени свободы за счет поступательного движения, две - за счет вращения молекулы ( ротационное движение) и одна - За счет колебательного ( вибрационного) движения. [13]
Зб ] Классическая теория теплоемкости газов, подобно теории теплоемкости твердых тел, натолкнулась на фундаментальные затруднения, которые были устранены только с появлением квантовой механики. Так, для двухатомных газов обычно наблюдается отношение теплоемкостей х, близкое к 7 / б - Классическая теория дает такое отношение, если считать, что молекула имеет пять степеней свободы. Это соответствует трем степеням свободы, соответствующим поступательному движение, и двум - вращательному. В действительности такая молекула должна иметь еще одну колебательную степень свободы, связанную с изменениями расстояния межау атомами, образующими молекулу. [14]
Итак, классическая теория теплоемкости одноатомных твердых тел приводит к такому значению теплоемкости, какого требует эмпирическое правило Дюлонга и Пти. Однако экспериментальные измерения температурной зависимости теплоемкости твердых тел для низких температур существенно отклоняются от правила Дюлонга и Пти. [15]
Страницы: 1 2 3 4