LP44 : Capacités thermiques, description, interprétations microscopiques
Bibliographie
- BFR, thermo
- DIU, Thermodynamique*
- SUARDET, Thermo → Bonne partie sur le GP diatomique, avec des valeurs de température
- NGO, NGO, Physique statistique
- TEXIER et ROUX, Physique statistique
- ASHCROFT et MERMIN, Physique des solides (pour la partie sur les solides (et une petite vision de l’effet des interactions dans la partie sur le liquide de Fermi, il y a aussi une courte discussion de la capa thermique des supraconducteurs, chap 34))
Introduction
I. Le cas des gaz
1) Approche thermodynamique
[Diu, p.249] Les coefficients calorimétriques mesurent la réponse d’un système à un apport de chaleur. On définit Cp et Cv par rapport à l’entropie (car ensuite lorsque l’on va parler de phy stat c’est cette grandeur là qui va nous intéresser). Mais on fait aussi le lien avec l’énergie interne et l’enthalpie.
Relation de Mayer
On peut également expliquer comment on trouve ces Cp (avec de la calorimétrie).
On peut également dire que Cp>Cv>0 (DIU) entropie augmente avec la température.
2) Théorie cinétique : gaz parfait monoatomique
On se place dans le formalisme canonique. On a un hamiltonien séparable. Théorème d’équipartition de l’énergie. Cv=dE/dT)v=cst
Extensivité de Cv
3) Gaz parfait diatomique
[TEXIER, Capacité calorifique des GP moléculaires, p160] Sujet TD Montrer le hamiltonien avec terme de translation, rotation et vibration.
II. Cas des solides
[Diu, Physique statistique p.379] A haute température, la capacité calorifiques des solides obéit à la loi de Dulong et Petit : elle est indépendante de T et du corps considéré et elle vaut 3NkB où N est le nombre total d’atome ou de cristaux