Full resolution (TIFF) - On this page / på denna sida - kinetisk Teori
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has been proofread at least once.
(diff)
(history)
Denna sida har korrekturlästs minst en gång.
(skillnad)
(historik)
der saaledes kan fordampe, vil den
tiloversblevne Vædske blive berøvet forholdsvis for
megen Energi, og den vil derfor være koldere
efter end før Fordampningen. Størrelsen af
Smelte- og Fordampningsvarmen giver
Oplysning om Størrelsen af de molekulare
Tiltrækningskræfter. Hvis f. Eks. 1 g Is ved 0° skal
smeltes, opvarmes til 100° C og fordampes, vil
dertil kræves flg. Energimængder: 1) til
Smeltningen bruges 80 Gramkalorier = 34 kgm; 2)
til Opvarmningen bruges 100 Gramkalorier =
42 kgm; 3) til Fordampningen bruges 537
Gramkalorier = 228 kgm, ell. i alt 304 kgm. Til
fuldstændig Adskillelse af Molekylerne i 1 g Is
kræves altsaa samme Arbejde som til at løfte
1 kg 304 m. Man forstaar heraf, hvor store de
molekulare Tiltrækningskræfter maa være i
Sammenligning med den alm. Massetiltrækning.
Er Rummet over en Vædske lukket, vil det
efterhaanden ved Fordampning komme til at
indeholde saa mange »Damp«molekyler, at det
Antal »Vædske«molekyler, som i Sekundet
bliver til »Damp«, er lig med det Antal
Dampmolekyler, som rammer Vædskeoverfladen og
bliver til Vædske. Rummet kan da overhovedet
ikke indeholde fl. Dampmolekyler ved den
forhaandenværende Temp., og det siges derfor at
være »mættet« med Damp. Med voksende Temp.
bliver Antallet af Dampmolekyler i Rummet
større og følgelig ogsaa de mættede Dampes
Tryk større.
Hvis Loven om Energiens ligelige Fordeling
gælder for Luftarter, maa den ogsaa gælde for
Vædsker og faste Legemer. Er nemlig en
Luftart i Berøring med et fast ell. flydende Legeme,
vil Luftmolekylerne ogsaa støde imod og derved
staa i Energiudveksling med Molekylerne i dette
Legeme, og Enderesultatet maa da
nødvendigvis blive, at disse Molekyler faar samme
Energi pr Frihedsgrad som Luftmolekylerne. Tager
man nu Hensyn til, at Molekylerne i et fast
Legeme foruden deres kinetiske Energi har en
potentiel Energi efter deres indbyrdes Afstand,
faar man, at Atomvarmen, d. v. s. den
Varmemængde, der kræves til at opvarme 1
Gramatom af Legemet 1° C., bliver konstant lig
5,95, ens for alle Legemer og uafhængig af
Temp. Dette er imidlertid den Lov, som Dulong
og Petit udtalte allerede 1819, altsaa længe før
den k. T. fremstod. For de fleste Legemer
stemmer Loven rigtig godt med Forsøg ved
Stuetemperatur; men der er dog meget
væsentlige Undtagelser, f. Eks. Diamant, Bor og
Silicium, der alle giver for lave Værdier. Men
efter at man eksperimentelt har fastslaaet, at
Varmefylden ogsaa for de faste Legemer i høj
Grad afhænger af Temp., ja, at den endog maa
blive 0 ved det absolutte Nulpunkt, saa kan den
teoretiske Begrundelse af Dulong og Petit’s Lov
i Virkeligheden ikke mere opretholdes. Man
møder her ganske de samme Vanskeligheder
som ved Beregningen af Varmefylden for
Luftarterne, og ogsaa her er det Kvanteteorien, som
løser Problemet.
C. Anvendelse af Kvanteteorien.
Iflg. Kvanteteorien (s. d.) er al Energi af
atomistisk Natur. Energi kan ikke eksistere i
mindre Brøkdele end et Energikvantum; dettes
Størrelse er imidlertid ikke nogen universel
Konstant, men er proportional med
Egenfrekvensen for det System, som er i Besiddelse
af den paagældende Energimængde. Naar nu
Atomerne inden for et Molekyl udfører
Svingninger ell. Rotationer, foregaar disse med et
vist for Molekylet karakteristisk Svingningstal,
afhængigt af Molekylets Bygning, og den indre
Energi i Molekylet maa da efter Kvanteteorien
være et helt Antal af de netop til dette
Svingningstal svarende Energikvanta — foruden at
den selvfølgelig ligesom efter den ældre Teori
afhænger af Temp. Ogsaa her bliver altsaa
Frihedsgraderne optalte, men man regner dem
alle med, og de bliver tillige »afvejede«
saaledes, at de ikke faar lige megen Energi hver;
Princippet om Energiens ligelige Fordeling er
derved opgivet.
Den Energimængde, der iflg. Kvanteteorien
tilkommer hver Frihedsgrad, bliver u =
h·v / hv/k·T e — 1, hvor v er Svingningstallet, e
Grundtallet for de naturlige Logaritmer og h og k
Konstanter, og denne Lov træder altsaa i St f.
Loven om Energiens ligelige Fordeling. Ved
meget langsomme Svingninger, hvor v er meget
lille, bliver u = k T; for et helt frit Molekyle,
for hvilket v er 0, bliver altsaa den kinetiske,
translatoriske Energi u = 1/2 mc2 netop
proportional med den absolutte Temp. som antaget
af den k. T. For meget høje Temp. reduceres u
ogsaa til k T; ogsaa her faar altsaa alle
Frihedsgrader samme Energi, idet v gaar ud af
Udtrykket. Kvanteteorien fører derfor her til
samme Lov som den opr. k. T. med Hensyn
til Varmefylden, nemlig til Dulong og Petit’s.
Lov; men den viser, at Loven er en Grænselov,
der kun gælder ved høje Temp. Ved meget
lave Temp. giver Kvanteteorien, at Varmefylden
er proportional med 3. Potens af den absolutte
Temp. Hvert Stof har sin karakteristiske Temp.
θ = h·v/k, afhængig af v og dermed af
Molekylets Bygning; jo større θ er, desto
langsommere vil Varmefylden vokse ved de lave Temp.,
og desto højere maa Temp. være, før cv naar
den til Dulong og Petit’s Lov svarende Værdi.
Særlig høj karakteristisk Temp. har Diamant,
c. 1450° abs.; men de fleste andre Legemer har
saa lav karakteristisk Temp., at Dulong og
Petit’s Lov praktisk talt gælder allerede ved
alm. Temp.
Kvanteteorien klargør endvidere, hvorfor den
ældre k. T. for Luftarters Varmefylde kan passe
forholdsvis godt ved eenatomige Luftarter, men
passe daarligere og daarligere, jo fl. Atomer
der kommer i Molekylet. Ved eenatomige
Molekyler maa de indre Svingninger foregaa med
meget store Svingningstal, og de vil da først ved
Temp. paa 2000° C. ell. mere naa den
Energimængde, der svarer til den ligelige Fordeling;
de vil altsaa være ganske umærkelige ved alm.
Temp. Ved de toatomige Molekyler vil de indre
Svingninger allerede naa den til den ligelige
Fordeling svarende Energi ved c. 500°, og ved
de fleratomige sker det endnu før, saa man
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
