- ベストアンサー
金属のモル比熱
- みんなの回答 (2)
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
このご質問に対する回答はズバリ#1で完結していますね。そこで以下は蛇足ながら補足を書きます。 Dulong-Petitの法則(古典論)は全ての温度でCv=3Rと書かれますが、実際この法則が成り立つのは高温領域だけとなり、低温側(数度K)では実験結果と大きな食い違いがでてきます。この食い違いを正すためにアインシュタインが考えたアインシュタイン理論とデバイが考えたデバイ理論というのがあります。アインシュタイン理論では高温においては古典論での予測と同じ Cv=3R となりますが、低温では Cv=3R(θ/T)^2exp(-θ/T)と3Rからのズレを予測します。一方、デバイ理論では高温側は古典論と一緒ですが、低温側ではCv∝T^3と予測します。 尚、アインシュタイン理論、Debye理論の詳しいことにに就いては適当な統計力学の本に載っていると思いますので、図書館等で一度探して見られては如何でしょうか。また、下記URLに比較的わかり易い解説が載っていますので参照されてはどうでしょうか。以上、蛇足でした。
その他の回答 (1)
- Chang-gu
- ベストアンサー率59% (16/27)
Dulong-Petit(デュロン・プチィ)の規則が当てはまるからです。この規則は固体の熱容量について経験的に見出されたものですが、原子、分子の運度(併進、振動、回転)の1自由度あたり1/2R(R:気体定数)のエネルギーを保有することができるという「エネルギー等分配の法則」から導くことができます。固体の原子は結晶格子に固定されているので、回転や併進の運動は出来ないが、上下、左右、前後の3方向に振動の自由度を持っている。振動の自由度は位置エネルギーと運動エネルギーの両方が関与するため、全体では 3R≒6cal/deg≒25J/degのエネルギーを蓄えることができる。
関連するQ&A
- モル比熱について
モル比熱は、物質nに熱Qを与え、温度が⊿T上昇すると、c=Q/n⊿Tとなります。 定積モル比熱は仕事w=0なので、Q=U+wから、内部エネルギーの⊿Uだけになるので、cv=⊿U/n⊿Tとなるのはわかります。 しかし、定圧モル比熱の場合は、Q=U+wのw項はその物体の温度を1度上げるのにまったく寄与していません。なぜ、cp=Q/n⊿Tとなるのでしょうか。例えば、Uとwが50パーセントずつの系で温度が2度上がったとします。1/2Q相当で2度上がっている訳ですから、もしもwが内部エネルギーになれば4度あがることになりませんか。同じ物質に対して、U対wが10:90の系と80:20の系があるとすると、cpが違ってくると思えます。それとも、モル比熱の測定器は世界に1つしかないのでしょうか。例えば、金属枠の成分とか純度とか、規定されているのでしょうか。素朴な質問ですが、よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 定積モル比熱とか定圧とか何が違いますか?
定積モル比熱、等圧モル比熱の違いってなんですか? 等温モル比熱なんてものもあるのでしょうか、変換はどうしたらいいのかと、単位とただの比熱と何が違うのか教えて下さい。
- ベストアンサー
- 物理学
- 定積モル比熱の使い方が分かりません.
定積モル比熱の使い方が分かりません. 「1気圧,体積5L,温度300Kの空気を2000Jの仕事を加えて急激に圧縮した.温度は何度上昇するか?ただし,空気は理想気体とみなし,定積モル比熱を21J/(mol*K)とする.」 という問題が分かりません. まず理想気体の状態方程式より,物質量は0.203mol. 答えには470℃とあります. これは21*0.203*ΔT=2000より求まるΔTと一致します. ですが,圧縮したのに定積モル比熱が使えるのですか? どうすれば答えが出ますか?
- ベストアンサー
- 物理学
- 金属のモル比熱の問題
同じ量、同じ温度の水にそれぞれ80℃以上の温度まで温めた金属(Fe、Cu、Al)を入れたときどうして温度の上昇の度合いがほぼ同じだったり、違うのでしょうか? ちなみに容器と温度計の熱容量は無視できるものです。 金属の質量はそれぞれ、1回目は1mol、2回目は50gで行いました。 またこのような熱の実験で最も注意すべきことを教えていただけたら幸いです。
- ベストアンサー
- 物理学
- 金属における室温での電子の比熱への寄与
古典統計力学によれば,自由な点粒子は比熱(2/3)Kを持つ.もし金属のN個の各原子が電子を1個ずつを与えるとして,その電子が自由に運動するとすれば,伝導電子は(2/3)NKだけ寄与するはずです.(K:ボルツマン定数) しかし,実験をすると金属における室温での電子の比熱への寄与は,この0.01倍よりも小さい値となるのはなぜですか?
- 締切済み
- 化学