Теплоёмкость лития и цезия?

Сообщение №29935 от Ворсобин 08 января 2004 г. 20:37
Тема: Теплоёмкость лития и цезия?

Ещё раз повторю вопросы, на которые ни от кого не смог получить

ответа:

1. Как объяснить равенство мольных теплоёмкостей лития и цезия при норм. условиях T=298° K, P=105Pa . Ответ “потому-что” не проходит: объёмный коэфф. теплового расширения цезия=2,91•10-4,

больше чем у лития=1,80•10-4.

2. К вопросу об ЭМ излучении:

Как рассчитать ЭМ излучение порождаемое электронным оссциллографом (частоту и интенсивность)?

(частота развёртки=1 Мгц Ua=1000в L катод ¾ анод=200мм, Ia=1ma, L между откл. пластинами=10мм, диаметр ЭЛТ (ширина линии развёртки) 80мм.

Ни “инженеру-электрику”, ни уважаемому оппоненту из МИФИ, ни кому-либо ещё, сделать этот расчёт не удалось.

И ещё один вопрос:

Как объяснить независимость теплоёмкости простых (одноатомных) веществ от агрегатного состояния (тв. тело, жидкость, газ), например, ртути или радона.

И экстремально высокую теплоёмкость сложных в-в в жидкой фазе, превышающую теплоёмкость в твёрдом и газообразном состоянии в 2-3 раза, например, H2O (разумеется если температурный интервал между этими состояниями не слишком велик 298°K±100°-150°K).

Дабы не было соблазна прикрываться “дипольным” строением молекулы H2O, приведу в качестве контраргумента бром: молекулу Br2 никак нельзя заподозрить в дипольном строении.

Для сложных в-в теплоёмкость в тв. и газовой фазе одинакова.


Отклики на это сообщение:

> Ещё раз повторю вопросы, на которые ни от кого не смог получить

> ответа:

> 1. Как объяснить равенство мольных теплоёмкостей лития и цезия при норм. условиях T=298° K, P=105Pa . Ответ “потому-что” не проходит: объёмный коэфф. теплового расширения цезия=2,91•10-4,

> больше чем у лития=1,80•10-4.

ОТВЕТ:
Нужно сравнивать молярные теплоёмкости твёрдых тел при постоянном объёме Cv при одинаковой приведённой температуре Сv(Т/Teta_Debye), например, по функции Дебая. Тогда при высоких Т обычно выполняется закон Дюлонга-Пти Cv(T->infinity)=3R. Это только решёточная теплоёмкость. В твёрдом теле существует ещё по крайней мере электронная теплоёмкость Cel(T)=gamma*T. Дилатоническая поправка равна:
Cp-Cv=T*(молярный_объём)*(3*alfa)_в_квадрате/сжимаемость.
Сжимаемость можно взять обычную - она для всех металлов примерно одинакова.
Возьмём данные, например, из Справочника "Физические величины" под ред. И.С.Григорьева и Е.З.Мелихова 1991 М.Энергоатомиздат. стр.199 и далее: при Т=298 К
Ср(Li)=24.85Дж/моль/К; Ср(Сs)=32Дж/моль/К.
КТР там же на стр.223 alfa(Li)=47,1*10-6 [1/K]; alfa(Cs)=97,0*10-6 [1/K].
На стр. 205: Teta_Debye(Li)=344 K; Teta_Debye(Cs)=40 K.
Коэффициент электронной теплоёмкости gamma(Li)= 1,65мДж/моль/К; gamma(Cs)=3,97мДж/моль/К.
При сравнении Cv(298/Teta_Debye) для Li и Cs видно,что они близки, т.е. для решёточной части теплоёмкости Сv ~ 3R.
Итак, ничего особенно примечательного не наблюдается.

> 2. К вопросу об ЭМ излучении:

> Как рассчитать ЭМ излучение порождаемое электронным оссциллографом (частоту и интенсивность)?

> (частота развёртки=1 Мгц Ua=1000в L катод ¾ анод=200мм, Ia=1ma, L между откл. пластинами=10мм, диаметр ЭЛТ (ширина линии развёртки) 80мм.

> Ни “инженеру-электрику”, ни уважаемому оппоненту из МИФИ, ни кому-либо ещё, сделать этот расчёт не удалось.

> И ещё один вопрос:

> Как объяснить независимость теплоёмкости простых (одноатомных) веществ от агрегатного состояния (тв. тело, жидкость, газ), например, ртути или радона.

ОТВЕТ:
Теплоёмкость определяется числом (i) степеней свободы атома или молекулы в газе, в твёрдом теле или в жидкости. Согласно закону Больцмана о равнораспределении энергии по степеням свободы мы будем иметь теплоёмкость
C=(i/2)*k_Bolzman на каждую степень свободы на каждый атом. Вот и всё.
Мы, конечно, помним, что теплоёмкость зависит от температуры и стремится к нулю при Т -> 0 K (теорема Нернста). Поэтому теплоёмкость будет зависеть от агрегатного состояния вещества - степени свободы "вымораживаются".

> И экстремально высокую теплоёмкость сложных в-в в жидкой фазе, превышающую теплоёмкость в твёрдом и газообразном состоянии в 2-3 раза, например, H2O (разумеется если температурный интервал между этими состояниями не слишком велик 298°K±100°-150°K).

ОТВЕТ:
В жидкости, в отличие от газа и твёрдого тела, определяющую роль играет вращение молекул. Оно то и может увеличивать теплоёмкость (Вопрос не простой).

> Дабы не было соблазна прикрываться “дипольным” строением молекулы H2O, приведу в качестве контраргумента бром: молекулу Br2 никак нельзя заподозрить в дипольном строении.

> Для сложных в-в теплоёмкость в тв. и газовой фазе одинакова.

ОТВЕТ:
Газ фононов в твёрдом теле ведёт себя при некоторых условиях (переход от квантового к классическому случаю), как идеальный газ, что и отражается в теплоёмкости при некоторых условиях (температурах).


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100