Die Leistungsfähigkeit des Regalmodells wird durch die nachfolgenden Diagramme aufgezeigt. Messwerte und zwei Modellrechnungen werden gegenüber gestellt.

Die beiden Diagramme zeigen wie sich die Entropie und die Thermokapazität als Funktion der Temperatur entwickeln.

                  Messwerte                              Modellrechnung (nach 9.2 Nr. 7)


Modellrechnung mit dem Thermulation-I Programm

Wie im Abschnitt 3.1 gezeigt wurde, sind molare Thermokapazitäten Entropieänderungen, genauer: Ableitungen der Entropie nach dem Logarithmus der Temperatur. Da wir dem Logarithmus der Temperatur kein Einheitensymbol zuordnen, bleibt die Einheit beim Ableiten erhalten. Deshalb sollte es nicht überraschen, dass wir in den üblichen Tabellen auch für Entropie und Thermokapazität diesselben Einheiten finden: J^.K^.mol^-1. Unter dem Gesichtspunkt der Energiequantelung erscheint es sinnvoller, die Quotienten S/R und C_p/R anzugeben, weil dadurch der Anzahlcharakter dieser Größen besser deutlich wird. Das Diagramm, das die Modellrechnung mit dem Thermulation-I Programm wiedergibt, zeigt, dass dieses Programm den grundsätzlichen Verlauf von Entropie und Thermokapazität richtig berechnet. Die Modelltemperatur 3,0 tu entspricht recht gut der Standardtemperatur von ca. 300 K. Die Zahlenwerte auf der senkrechten Achse sind für 100000 Teichen berechnet und es sind auch Modellwerte, die natürlich nicht mit den Messwerten übereinstimmen können. Für die Qualität des Modell spricht jedoch, dass der relative Verlauf der beiden Kurven sehr gut mit dem Messwertverlauf korreliert.

Das folgende Periodensystem zeigt, dass sich bei Standardbedingungen innerhalb der Hauptgruppen die molaren Thermokapazitäten wesentlich weniger ändern als die Entropiewerte. Bei den Edelgasen ändern sich nur die Entropiewerte, während die molare Thermokapazitäten konstant sind. Auch dadurch wird der Ableitungscharakter der Thermokapazität deutlich: Die Teilchenmasse hängt nicht von der Temperatur ab und fällt als konstanter Faktor beim Ableiten i. d. R. weg.

In der obigen Tabelle werden "atomare" Entropiewerte dargestellt. Ein ausführliche Erläuterung, was darunter zu verstehen ist, finden Sie im Abschnitt 5.1. An dieser Stelle ist der Hinweis wichtig, dass es bei den Elementen mit wenigen Ausnahmen keinen Unterschied zwischen molaren und atomaren Werten gibt. Die Ausnahmen sind die molekularen Gase.
Im Abschnitt 3.5 finden Sie eine detaillierte Diskussion über den unterschiedlichen Einfluss der Teilchenmasse auf Entropie und Thermokapazität.
Innerhalb einer Hauptgruppe werden die molare Thermokapazitäten von oben nach unten (mit abnehmenden Kräften) geringfügiger größer als die Entropien. Weil jetzt der zusätzliche ebenfalls von oben nach unten größere Masseeinfluss ausbleibt, ist die Änderung bei der molaren Thermokapazität kleiner als bei der Entropie. Das Schaubild zeigt die Ergebnisse der Modellrechnung nach dem Regalmodell mit dem Thermulation-I Programm. Vergleichen Sie dieses Schaubild mit den Messdaten, die im Abschnitt 3.4 dargestellt sind.

Modelleinheiten