Netsu Sokutei, 29 (4), p. 152, (2002)


結晶の定圧熱容量と定積熱容量* -アルカリ金属塩化物とコランダムの熱容量の解析-

Constant Pressure and Constant Volume Heat Capacities of Crystals - Analysis of the Heat Capacities of Alkali Metal Chlorides and Corundum -

LiCl,NaCl,KCl,RbCl,CsClおよびAl2O3(コランダム)について熱容量Cpのデータを最小二乗法にもとづく方法によって解析し,定積熱容量を推定した。この解析法は格子振動スペクトルの大勢を中低温領域で決め,高温領域において調和振動子熱容量を超える部分から熱容量差を決定するものである。また熱膨張係数とスティッフネスの文献データを用いて,定圧熱容量と定積熱容量の差を計算した。300 Kまでの範囲で,NaCl,KCl,RbClについて計算値はCpの解析による値と約10 %の範囲に一致したが,LiClとCsClについては熱膨張係数とスティッフネスにもとづく値の方が20~30 %大きい結果が得られた。コランダムについては900 Kまでのデータを用いて,Cpからの値が約25 %だけ大きいことを見出した。またコランダムの熱容量データの解析から高温領域(1800~2250 K)の値について得られる知見を論じた。
Experimental values of the heat capacity of alkali metal chlorides (LiCl, NaCl, KCl, RbCl and CsCl) and corundum Al2O3 have been decomposed into Cv and (Cp-Cv) contributions by non-linear least squares analysis. The (Cp-Cv) values thus derived are compared with those calculated from the expansivity and stiffness. The agreement is satisfactory for NaCl, KCl, and RbCl. For LiCl and CsCl, the calculated values exceeded those from the heat capacities by 20~30 %. For corundum the difference is of the same magnitude (25 %) but in the opposite sign. Possible reasons for the difference are discussed. The fitting procedure used in the analysis has revealed an unexpected tendency in the heat capacity of corundum at higher temperatures (1800~2250 K).