§ 247. Закон Дюлонга и Пти. Равенство молярных теплоемкостей имеет место и в случае одноатомных твердых тел, к числу которых относятся металлы. У твердых тел не различают ср и cv, а говорят просто об удельной теплоемкости с. Как было в 1819 г. установлено П. Л. Дюлонгом и А. Т. Пти, молярная теплоемкость твердых одноатомных тел примерно одинакова и равна 3R=25 Дж/(моль•К), где R — газовая постоянная. Это подтверждается, например, данными, приведенными в табл. 10.
Таблица 10. Молярная теплоемкость некоторых твердых веществ при 25 °С
Закон Дюлонга и Пти соблюдается для твердых одноатомных тел при достаточно высоких температурах. Для большинства тел такой достаточно высокой температурой является уже комнатная температура. Однако для некоторых тел с малой атомной массой, например для бериллия, бора, углерода (алмаза), комнатная температура недостаточно высока, и они подчиняются закону Дюлонга и Пти лишь при более высокой температуре. Наоборот, при охлаждении все тела обнаруживают отступления от закона Дюлонга и Пти. При охлаждении теплоемкость всех тел уменьшается.
?247.1. Как, не имея под руками таблиц удельных теплоемкостей, приблизительно оценить удельную теплоемкость металла? Сделайте это для серебра (Ar= 108) и вольфрама (Ar=184).
Глава XIV. СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ
§ 248. Строение жидкостей. Мы имеем довольно ясное представление о строении газов и твердых кристаллических тел. Газ является собранием молекул, беспорядочно движущихся по всем направлениям независимо друг от друга. В твердом теле все (точнее, почти все) молекулы длительно (иногда тысячелетиями) сохраняют взаимное расположение, совершая лишь небольшие колебания около определенных положений равновесия.
Гораздо более сложным представляется строение жидкостей. Чтобы подойти к этому вопросу, рассмотрим случай, когда в замкнутом сосуде имеется жидкость и ее пар, причем жидкость занимает только часть сосуда (нижнюю); остальное пространство заполнено паром (рис. 396), который, как и всякий газ, заполняет все свободное пространство. Конечно, молекулы и в паре и в жидкости находятся в непрерывном движении и могут вылетать из жидкости и переходить в пар и, обратно, из пара залетать в жидкость. Однако между паром и жидкостью сохраняется (при неизменной температуре) резкая граница, и обмен молекулами не нарушает равновесия между этими двумя состояниями; только это равновесие имеет подвижный (динамический) характер.
Резкая граница между паром и жидкостью разделяет два состояния, или, как говорят, две фазы вещества, из которых парообразная характеризуется гораздо меньшей (в тысячи раз) плотностью, чем жидкая. В жидкой фазе среднее расстояние между молекулами гораздо меньше (в десятки раз), чем в паре, и в соответствии с этим межмолекулярные силы сцепления в жидкости гораздо больше, чем в паре. далее