(b)晶体比热的实验规律(1)在高温时,晶体的比热为3NkB(N为晶体中原子的个eW数,kp=1.38×10-23J.K-1为玻尔兹曼常量,如果N是1mol原子中的原子数,则100300500Cv=3R=24.9 J/Kmol);Temperature/K(2)在低温时,绝缘体材料的比热按T趋于0,金属材料的比热按T趋于0。下面分别用经典理论和量子理论来解释晶体比热的规律
下面分别用经典理论和量子理论来解释晶体比热的规律。 (b)晶体比热的实验规律 (1) 在高温时,晶体的比热为 3NkB(N为晶体中原子的个 数, kB=1.3810-23JK-1为玻 尔兹曼常量,如果N是1mol原 子中的原子数,则 CV=3R=24.9 J/Kmol) ; (2) 在低温时,绝缘体材料的比热按T3趋于0,金属材料的比热 按T趋于0
(杜隆--珀替定律)(c)固体比热的经典理论根据能量均分原理,每一个微观粒子的每个空间自由度分配的平均能量是kT,其中1/2 kpT为平均动能,1/2 kpT为平均势能。若晶体有N个原子,则总自由度为:3N。(aE)E=3NkBTCv=3Nk,aT基于经典能量均分原理得到的固体定容比热是一个与温度无关的常数,称为杜隆--珀替定律。高温区,该结论与实验结果非常吻合,但是低温时经典理论处理固体热熔问题存在局限性
(c)固体比热的经典理论(杜隆-珀替定律) 根据能量均分原理,每一个微观粒子的每个空间自由度分配的平均能量 是kBT,其中1/2 kBT为平均动能, 1/2 kBT为平均势能。 若晶体有N个原子,则总自由度为: 3N。 高温区,该结论与实验结果非常吻合,但是低温时经典理论处理固体热 熔问题存在局限性。 基于经典能量均分原理得到的固体定容比热是一个与温度无关的常数, 称为杜隆-珀替定律。 = 3NkB