Rôle des phonons et des photons

[invite59a84071]

Bonjour,

j'aimerais savoir comment calculer la masse d'hélium nécessaire pour abaisser la température de 20 à 4K d'un kg de cuivre (en sachant que la chaleur latente de vaporisation de l'hélium vaut 20J/g)?

je vous remercie de votre aide
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[invite7ce6aa19]

Bonjour,

j'aimerais savoir comment calculer la masse d'hélium nécessaire pour abaisser la température de 20 à 4K d'un kg de cuivre (en sachant que la chaleur latente de vaporisation de l'hélium vaut 20J/g)?

je vous remercie de votre aide

Bonjour,

Quel est le rapport avec le titre de ton fil?

[invite59a84071]

en fait il s'agit d'un exo en 2 parties

la premiere concernant les photons et les phonons ou l'on doit calculer la chaleur spécifique Cv du cuivre pour 2 température ( 77k et 4k) par le modèle d'einstein
. ensuite pareil, calculer Cv à ces 2 températures par le model de Debye.

et ensuite , la 2eme partie concerne le role des électrons.
on doit évaluer leur contribution par une approche classique. (sachant que le cuivre est divalent, densité=9g/cm3, masse molaire=65,4, et chaleur spécifique du cuivre à Tamb = 385)

puis par une approche semi quantique (sachant que Tfermi = 8,16.10^4 K), il faut évaluer Cvel

et enfin la question que j'ai posé au dessus.

---> comme 4K et 77K sont des températures faibles, j'ai utilisé la formue suivante

modèle einstein. Cv= 3R (TE/ T)² exp (-TE/T) avec TE: T° d'einstein

modele Debye Cv= (12Pi² / 5) *R* (T/TD)^3

modèle einstein
pour 77K: je trouve CV= 10,7
pour 4K : je trouve Cv= 7,8. 10^(-22) (est ce normal???????)

modele debye.
77K : Cv = 0,91
4K: Cv = 1,28. 10^(-4)

(je ne sais pas si mes résultats sont bons?)

il faut conclure sur l'utilisation du cuivre pour les applications cryogéniques.

[invite59a84071]

pour l'approche classique , voici mon raisonnement.

Energie d'un éléctron: 1/2 kT par degré de liberté, donc dans l'espace , il a 6° de liberté soit
E= 3kT
pour N=NA atome (nbre d'avogadro) E= 3NkT = 3RT

donc Cv= dE/dT= 3R= 3*8,32= 24


pour l'approche semi quantique. Cvel= (1/2)*Pi²*Nk(T/Tf)

Cv= 0,038 pour T=77K
Cv = 0,002 pour 4K

est ce que les expressions littérales sont justes???

[A voir en vidéo sur Futura]