Gesetz, nach dem die molare Wärmekapazität vieler fester Elemente in der Nähe der Raumtemperatur etwa 3R (etwa 25 J/(mol·K)) beträgt. Es entspricht dem klassischen Grenzfall der Gitterschwingungen bei hohen Temperaturen.
Japanische Bezeichnung: デュロン・プティの法則
„Dulong-Petit-Gesetz“ kommt in 2 Übungsfragen aus 1 Thema vor, darunter Thermische Eigenschaften der Werkstoffe.
Fachgebiet: Thermische Eigenschaften der Werkstoffe
Lösung: C. Etwa 0,92 J/(g·K)
Die Atome eines Festkörpers schwingen in drei Raumrichtungen; die Schwingung in jeder Richtung trägt je kT/2 als kinetische und als potentielle Energie bei, sodass auf jedes Atom insgesamt 3kT entfallen und die molare Wärmekapazität 3R ≈ 24,9 J/(mol·K) beträgt. Geteilt durch die molare Masse ergibt sich 24,9/26,98 ≈ 0,92 J/(g·K), nahe am Messwert für Aluminium von etwa 0,90 J/(g·K). Etwa 0,31 J/(g·K) entsteht, wenn der Faktor 3 weggelassen und nur R geteilt wird, etwa 0,46 J/(g·K) mit der molaren Wärmekapazität eines einatomigen Gases bei konstantem Volumen, (3/2)R, bei der der Anteil der potentiellen Energie der Schwingung fehlt. Da die molare Wärmekapazität nahezu gleich ist, haben leichtere Elemente eine größere spezifische Wärmekapazität.
Ein nahezu konstanter Wert von 3R ist der klassische Grenzfall bei hohen Temperaturen in der Größenordnung der Debye-Temperatur oder darüber und entspricht dem Dulong-Petit-Gesetz.
Wie ändert sich die Wärmekapazität (Gitterwärmekapazität) e…Debye-Temperatur Phonon Invar Längenausdehnungskoeffizient Temperaturleitfähigkeit Umklappprozess Wiedemann-Franzsches Gesetz