Semi-empirical universal model of heat capacity based on the Laplace distribution

Анотація

Розроблено напівемпіричну універсальну модель, що описує температурну залежність теплоємності, з використанням розподілу Лапласа як фізичної основи та його логарифмічного аналога як аналітичної форми. Запропоноване формулювання об’єднує класичні підходи Дебая, Ейнштейна та Тарасова та забезпечує точне представлення експериментальних даних для твердих тіл, рідин та газів у всьому температурному діапазоні їхньої стабільності. Модель має лише два параметри: харак терну температуру та швидкість зміни стану, які корелюють з температурою Дебая та структурною розмірністю речовини. Аналітичні вирази, отримані з моделі, дозволяють безпосередньо розраховувати ентальпію та ентропію без числового інтегрування. Логарифмічна форма зберігає точність апроксимації в межах невизначеності вимірювань, водночас дозволяючи аналітичне диференціювання та інтегрування термодинамічних функцій. Запропонована система функцій пропонує єдину, фізично узгоджену та обчислювально ефективну основу для оцінки та прогнозування теплоємності та пов’язаних з нею термодинамічних властивостей матеріалів.