Энтропия газа свободных электронов

В самом деле, свободный электрон во взаимодействующем газе обладает отрицательной потенциальной энергией, т. е. как бы тоже немного связан с ионами, поэтому для отрыва электрона от атома или иона необходимо теперь затратить несколько меньшую работу, что соответствует эффективному уменьшению потенциалов ионизации. Уменьшение потенциала ионизации определяется изменением не полной, а только свободной кулоновской энергии, так как вследствие зависимости кулоновской энергии от температуры включение кулоновских сил взаимодействия меняет энтропию системы. [c.187]

Решение. В качестве модели электронного газа используем низкотемпературный (9 4 ер) идеальный ферми-газ — N заряженных (eэ , = -е) частиц в объеме V, на однородном положительно заряженном фоне (модель желе ) с плотностью заряда р = еЫ/У. Эта модель, игнорирующая не только пространственную структуру ионной решетки металла и соответствующие изменения геометрии поверхности Ферми (см. гл. 2, 2, п. в) 3), но и вклад относительно тяжелых и малоподвижных (по сравнению с электронами) ионов в общие термодинамические характеристики системы, достаточно распространена в электронной теории металлов как самая простая и однокомпонентная. Удельные значения внутренней энергии, энтропии, теплоемкости и свободной энергии определяются выражениями (см. 2, п. в)-2) [c.290]

Термодинамический смысл величины ,г, прост энергия Фермн представляет собой химический потенциал газа свободных валентных электронов, отнесенный к одной частице. Для того чтобы убедиться в этом, рассмотрим случай, когда 7 = 0. Химический потенциал ф , по определению равен сумме + (pv), — Ts,. Для газа свободных частиц pv = (2/3) и. При Т = О энтропия s, равна нулю, а согласно предыдущему, и, = (3/5) ф. Поэтому Ф,, = (3/5) Еф + (2/3) (3/5) Е1ь = Е , . Для металлов Еф равна нескольким электронвольтам. [c.455]

При квазиклассич. описании Ф. взаимодействие, приводящее к Ф., учитывают введением молекулярного поля (модель Изинга, см. Кооперативные явления). В простейшей модели газа из N электронных спинов их можно разбить, соответственно двум возможным проекциям спина, на г правых и N—г = I левых . Отпосит. намагниченность системы вправо равна у = (г — 1)/ . Энтропия газа при пренебрежении взаимодействием между спинами равна S (у) — к 1п (УУ /г П) (к — Больцмана посто.чнная). Если энергия газа и не зависит от у, то свободная энергия равна [c.306]

Вследствие электронной эмиссии в полости внутри металла образуется электронный газ. Исходя из минимума свободной энергии при равновесии, определить плотность электронного газа [n-=NI V) в полости при температуре Т, если работа выхода электрона рар >а /, а энтропия электронного газа )авна энтропии одноатомного идеального газа. [c.135]

РЕЛАКСАЦИЯ — процесс возвращения в состояние термодинамич. равновесия макроскопич. системы, выведенной из такого состояния. Р. — необратимый процесс и по )тому, в силу закона возрастания энтропии, обязательно сопровождается переходом части внутр. энергии системы в тепло, т. н. диссипацией энергии. Как всякое неравновесное явление, Р. не определяется одними только термодинамич. характеристиками системы (напр., давлением, темп-рой и т. д.), а существенно зависит от ее микроскопич. характеристик, в частности от параметров, характеризующих взаимодействия между частицами. В качестве последних обычно рассматривают время свободного пробега частиц т и их длину свободного пробега I. Это — промежуток времени и. расстонние между моментами и местами двух последоват. столкновений молекул газа, между соударениями электрона в металле с другими электронами или с фононами, наконец, между столкновениями любых двух элементарных возбуждений системы между собой. [c.412]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...