Файл: Отчет по работе "Расчёт термодинамических функций по результатам измерений теплоёмкости методом адиабатической вакуумной калориметрии".docx
Добавлен: 07.12.2023
Просмотров: 54
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
5. Сформулируйте правило Дюлонга и Пти. Для каких веществ оно выполняется?
Правило Дюлонга-Пти: теплоёмкость многих одноатомных твёрдых кристаллических веществ Cp 26.4 24.9 Дж·К−1 ·моль−1. Для ряда веществ правило Дюлонга и Пти практически выполняется уже при 298 К.
6. Почему загрязнённость образца мешает точному определению теплоёмкости? Сформулируйте эмпирическое правило Неймана–Коппа для оценки теплоёмкости многоатомного кристалла.
Правило Неймана−Коппа: теплоёмкость вещества в твёрдом состоянии приближённо равна сумме теплоёмкостей элементов, входящих в его состав. В частности, это правило означает, что Cp реакции с участием только твёрдых веществ приблизительно равна 0 и, следовательно, энтальпия такой реакции ( rH ) практически не зависит от температуры. Необходимую для подсчёта суммы вкладов информацию о теплоёмкостях простых веществ или составляющих можно взять из электронной базы данных NIST: http://webbook.nist.gov/chemistry/.
7. Каким образом можно экстраполировать к 0 К результаты измерений теплоёмкости в области гелиевых температур? В каком интервале температур и для каких типов структур выполняется закон кубов Дебая?
Экстраполирование от 0К до первых экспериментальных значений производится по закону кубов Дебая. Линия тренда Сp = aT3, точка пересечения с осью ординат в (0,0). Значения а находятся как тангенс угла наклона линии Сp(T)/T2=f(T).
Уравнение Эйнштейна для изохорной теплоемкости даёт хорошие результаты в области сравнительно высоких температур, объясняет стремление теплоёмкости к нулю при 0T , однако не описывает экспериментально наблюдаемую степенную зависимость Tn вблизи абсолютного нуля. Обычно 3n (закон кубов Дебая), но для веществ со слоистой (графит, чёрный фосфор, серый мышьяк, сурьма и др.) и цепочечной (серый селен, теллур и др.) структурой n может быть равно 2 или 1 соответственно.
8. Каковы, как правило, предельные значения теплоёмкости одноатомного кристалла при низких и высоких температурах?
При высокой температуре (E/T 0) изохорная теплоёмкость одноатомного кристалла приближается к предельному значению 3R.
9. Для чего необходимы точные данные по температурной зависимости теплоёмкости? Какие термодинамические величины можно по ним рассчитать?
С помощью температурной зависимости теплоемкости можно рассчитывать приращение энтальпии индивидуального вещества и его энтропию при заданной температуре.
10. Совпадают ли рассчитанные Вами разными способами термодинамические величины между собой, с литературными данными? Каковы возможные причины различия?
Термодинамические величины, полученные расчетом, не совпадают с литературными данными. Несовпадение можно объяснить наличием примесей (правило Неймана-Коупа) и погрешностями, возникающими при использовании расчетных методов (варьирование числа параметров функций Планка-Эйнштейна).