Das Physikalische Praktikum

Für hohe und tiefe Temperaturen folgt hieraus:
25.5 Fragen 221
T ≫ θD : cV ≈ 3R (Dulong-Petit) (25.6)
T ≪ θD : cV ≈ 12π4
5 R
3 T
(Debye) (25.7)
θD
Der Elektronenanteil zu molaren Wärmekapazität ergibt sich genähert zu:
cel ≈ π vnek
2
2 BT , (25.8)
EF
wobei EF die Fermienergie, ne die Elektronendichte und v das molare Volumen bezeichnet.
25.5 Fragen
1. Wie funktioniert ein Thermoelement und warum ist der Referenzpunkt wichtig?
2. Was besagt die Regel von Dulong-Petit?
3. Welche Freiheitsgrade f hat man im Festkörper?
4. Wie passt das mit der Regel von Dulong-Petit zusammen?
5. Was passiert beim Übergang zu tieferen Temperaturen?
6. Worin unterscheiden sich Einstein- und Debye-Modell?
7. Was besagt die Debye-Temperatur ΘD?
25.6 Weiterführendes
1. Wie kommt man vom Debye-Modell auf die Dulong-Petitsche Regel?
2. Wie kann man die spezifische Wärme noch bestimmen?
25.7 Durchführung
Die folgenden Schritte sind für 2 verschiedene Metallkörper durchzuführen:
Beachten Sie hierbei auch die Bemerkungen!
1. Der Referenzkontakt des Thermoelementes (Rückseite) wird in das mit Eiswasser gefüllte
Dewar-Gefäß getaucht. Während des gesamten Versuches ist darauf achten, dass sich
genügend Eis im Gefäß befindet und der Kontakt richtig eintaucht.
2. Man hänge den Metallkörper in das auf Zimmertemperatur befindliche Kalorimeter, in das
man zuvor die Kupferröhre gestellt hat. Man achte darauf, dass der Körper nicht die Kupferröhre
berührt.
3. a. Vor dem Erwärmen des Probekörpers bestimmen Sie mit dem Thermoelement die
Temperatur des Körpers als Funktion der Zeit (alle 30 Sekunden) für ca. 5 min.
b. Über einen Zeitraum von ca. 15 min erwärme man den Metallkörper durch Zuführen
elektrischer Energie und bestimme mit dem Thermoelement die Temperatur des Metallkörpers
als Funktion der Zeit (alle 30 Sekunden). Der Strom soll konstant 0.5 A