العلاقة التكعيبية للسعة الحرارية المولية Cv ودرجة حرارة ديباي لفلوريد الإيثايل (C2H5F)

الملخص

تستند هذه الدراسة إلى نظرية ديباي لحساب السعة الحرارية المولية عند حجم ثابت (Cv) لفلوريد الايثايل الصلب (C2H5F) ضمن مجال درجات الحرارة المنخفضة (140 – 5 K). باستخدام التكامل العددي لتكامل ديباي المختزل المطبق في برنامج ماتلاب، يوضح منحنى Cv المستنتج نظريًا السلوك المميز المعتمد على درجة الحرارة الذي لوحظ تجريبيًا: امتصاص حراري معزز عند درجات الحرارة المنخفضة، واقتران تقاربي مع الحد الكلاسيكي بالقرب من نقطة الانصهار (129.95 K). يؤكد النموذج بشكل كبير اعتماد السعة الحرارية على درجة الحرارة المكعبة (Cv​ ∝ T3) بالقرب من الصفر المطلق، ويظهر توافقًا وثيقًا بين القيم المحسوبة وفق نموذج ديباي والدالة التكعيبية تحت درجة حرارة الفصل (14.75 K). ومع تجاوز هذه العتبة، تبدأ الانحرافات بالازدياد تدريجيًا مع ارتفاع درجة الحرارة. وعلاوة على ذلك، فإن المعايرة عبر التقريب التجريبي θD​ ≈ 10⋅Tsp تُعطي درجة حرارة ديباي θD ​≈147.5 K، وهو ما يتوافق بنسبة 1.67% مع القيمة التجريبية (θD​=150 K) المستخلصة من قياسات سرعة الصوت، مما يعزز موثوقية معاملات النموذج ودقته.