金属比热容 金属比热容-温度的影响,金属比热容-概述

比热_金属比热容 -温度的影响

金属比热容是温度的函数,一般情况下,金属的比热容随温度升高而增加,在低温时增加较快,在高温时增加较慢。

比热_金属比热容 -概述

金属比热容

specific heat of metals

单位质量金属的热容。金属由构成点阵的金属离子及大量自由电子组成。大量实验事实表明,金属的比热容仅与金属离子的振动有关,自由电子对比热容无贡献,只有在极低温度下才需考虑自由电子的贡献。经典的金属电子论不能解释这点,因为按经典理论,自由电子与金属离子处于热平衡状态,自由电子与金属离子一样,每个自由度均分到1/2kT的能量,温度改变时自由电子能量也要改变,因而对比热容应有贡献。按量子理论,金属中的自由电子不同于经典气体,首先,电子能量不能连续取值,只能占据离散能级,根据泡利不相容原理,每个能级最多只能容纳自旋相反的两个电子;其次,电子按能量的分布不遵守经典的麦克斯韦-玻耳兹曼分布,而是遵守费米-狄拉克统计分布。图中实线为T=0时的分布曲线,虚线为低温时的分布曲线。T=0时所有电子占满了能量小于EF的能级,而能量大于EF的能级全空着。在动量空间中画出E的封闭等能面,称为费米面。在绝对零度时,所有电子的能量均在费米面所包的区域内。T≠0时,在任何温度下只有靠近费米能级(E≈EF)的电子才有可能热激发到较高的空能级。较低能级上的电子要激发到空能级需要很大的能量,在常温下不可能实现(E远大于热运动能kT),因而对比热容无贡献。在极低温度下,金属离子对比热容的贡献很小(见固体比热容),自由电子的热激发造成的比热容就不能忽略。1928年A.索末菲根据费米-狄拉克统计计算了自由电子对比热容的贡献 ,得出了符合实际的结果。

比热_金属比热容 -常见金属的比热容

常见金属的比热容:

银 0.24

铝 0.88

铁、钢 0.46

铜 0.39

汞 0.14

铅 0.13

锌 0.39

单位:KJ/Kg.摄氏度

金属比热容 金属比热容-温度的影响,金属比热容-概述
  

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