A Lei de Dulong e Petit é uma das primeiras leis empíricas da física do corpo sólido, que mostrou uma estranha semelhança entre as capacidades térmicas de diferentes metais.
Ela foi descoberta pelos físicos franceses Pierre Louis Dulong e Alexis Thérèse Petit em 1819. Naquela época, os cientistas estavam ativamente tentando entender como o calor está relacionado à estrutura da matéria. Eles mediram a capacidade térmica de diferentes metais e notaram uma interessante regularidade: se multiplicar a capacidade térmica específica de um metal pela sua massa atômica (molar), o número obtido é quase o mesmo para muitos elementos.
Isso significava que a mesma quantidade de átomos de diferentes metais requer aproximadamente a mesma quantidade de energia para ser aquecida em 1 °C. Essa regularidade foi formulada como a lei de Dulong—Petit.
Na forma moderna, é escrito assim:
Cm≈3R≈25 J/(mol/K)
onde
Cm — capacidade calorífica molar de um elemento sólido,
R — constante universal dos gases.
O que é capacidade calorífica molar
A capacidade calorífica molar é a quantidade de energia necessária para aquecer um mol de átomos de uma substância em 1 °C (ou 1 K).
Em termos simples:
é quanto calor é necessário para aquecer uma certa quantidade padrão de átomos. Nesse caso, os átomos de diferentes elementos diferem em massa, cada elemento tem uma massa característica, que é definida para uma quantidade padrão de átomos – o mol e é chamada, respectivamente, de massa molar.
Prata (Ag): massa molar 107,87 g/mol; capacidade calorífica 0,235 J/(g·K)
Cobre (Cu): massa molar 63,55 g/mol; capacidade calorífica 0,385 J/(g·K)
Ouro (Au): massa molar 196,97 g/mol; capacidade calorífica 0,129 J/(g·K)
Curiosamente, embora a capacidade calorífica molar seja quase a mesma, a condutividade térmica pode diferir em dezenas de vezes, pois depende da mobilidade dos elétrons no metal. Assim, a condutividade térmica de alguns metais, como prata (~406 W/m·K), cobre (~385 W/m·K) e ouro (~314 W/m·K), excede significativamente os valores da maioria dos outros materiais, tornando-os condutores eficazes de calor.
na imagem cristais de cobre nativo
Valor da lei
A lei de Dulong—Petit desempenhou um papel importante no desenvolvimento da química e da física:
ajudou a refinar as massas atômicas dos elementos no século XIX;
tornou-se uma das primeiras evidências da estrutura atômica da matéria;
mais tarde foi explicado pela teoria das oscilações da rede cristalina e pela física quântica.
Em temperaturas baixas, essa lei deixa de funcionar — a capacidade calorífica diminui. Isso se tornou um dos fatos chave que levaram à criação de modelos quânticos de sólidos (modelos de Einstein e Debye).
Texto gerado pelo ChatGPT (OpenAI GPT-5.3) após o estudo de 12 fontes. Iniciado e verificado por um humano.