Ergebnisse der Tieftemperaturforschung III. Elektronenwärme des Palladiums

Abstract

Abstract Die Atomwärme eines Metalls bei konstantem Druck Cp besteht gewöhnlich aus vier Anteilen: 1. einem von den Gitterschwingungen herrührenden Betrag Cg , 2. der Differenz Cp-Cv, 3. der Elektronenwärme Ce, die nach Sommerfeld bei freien Elektronen linear mit T ansteigt und 4. einem von Born-Brody angegebenen Korrekturglied für die Anharmonizität der Gitterschwingungen. Bisher ist die Elektronemwärme überzeugend nur bei tiefen Temperaturen nachgewiesen worden, bei denen die Beiträge 2. und 4. verschwinden; die Gründe für die bei hohen Temperaturen auftretenden Schwierigkeiten eines Nachweises werden diskutiert. Bei stark paramagnetischen und ferromagnetischen Metallen zeigt zwar die Atomwärme bei Heliumtemperaturen ebenfall sein in T lineares Glied, das einer zusätzlichen Elektronenwärme entspricht, diese ist jedoch rund 10-mal größer, als man für freie Elektronen erwarten muß. Bei diesen Metallen, z. B. dem Palladium, läßt sich zeigen, daß das einfache T-Gesetz für die Elektronenwärme nicht mehr bei hohen Temperaturen gelten kann. Um da§ in einem größeren Temperaturbereich gültige Gesetz aufzufinden, werden Messungen der wahren Atomwärme des Pd zwischen 12 und 270° abs. vorgenommen. Die erhaltenen Cp Werte werden auf Cv reduziert und diese analysiert. Dabei stellt sich heraus, daß die Elektronenwärme proportional χeT verläuft, wobei χe die temperaturabhängige paramagnetische Atomsuszeptibilität des Palladiums bedeutet; man erhält Ce = 2,22 χe T. Der Restbetrag Cv - Ce = Cg läßt sich mit guter Näherung durch eine Debye - Funktion darstellen θD= 275 bis 295°). Die angegebene Beziehung behält ihre Gültigkeit bis 1000° abs. Die Anharmonizitätskorrektur dürfte danach wenigstens beim Palladium sehr klein sein, da sie sich bis zu diesen Temperaturen nicht bemerkbar macht. Für die Normalentropie des Pd ergibt sich bei 25 ° C ein Wert von 9,04 Clausius.