Ley de Dulong-Petit

El peso atómico de los elementos que forman compuestos gaseosos puede determinarse mediante el método de Cannizzaro, pero este método no puede aplicarse a aquellos elementos pesados, como los metales, que no forman compuestos gaseosos o volátiles fácilmente.

Esta dificultad pudo superarse al observarse una relación entre el peso atómico de un elemento sólido (p. ej. un metal) y su calor específico. Esta relación, conocida como Ley de Dulong-Petit establece que el producto del calor específico de cualquier elemento sólido por su peso atómico es prácticamente constante e igual a 6,3 (expresado en cal/ºC.át-g). Esto significa que son necesarias 6,36 calorías para elevar la temperatura de un átomo-gramo de cualquier elemento sólido. Basta, por tanto, medir el calor específico de un elemento para obtener su peso atómico aproximado por aplicación de esta ley.

Explicación física de la ley

Hay que señalar que esta ley es sólo aproximada, y no puede aplicarse a elementos de peso atómico bajo, como Be, B, C y Si, para los que el calor específico es muy bajo. Las razones de esto, quedan claras a partir del análisis cuántico de la capacidad calorífica de los sólidos.

De hecho, la ley de Dulong y Petit puede explicarse como una de las consecuencia asintótica del teorema de equipartición de la energía de la mecánica estadística clásica. El hecho de que no sea una ley exacta y no sea buena aproximación para sólidos de peso atómico bajo, se debe a que la temperatura característica de Debye para estos sólidos es muy alta, y a temperatura ambiente estos sólidos no están cerca del límite asintótico que predice el teorema de equipartición.

Véase también

• Pierre Louis Dulong