Residual entropy in the zero-temperature limit of toluene glass

Анотація

З особливою точністю методом термічної релаксації в температурному інтервалі 1,8−20 К досліджено питому теплоємність C_p толуолу, допованого етанолом (2 моль% для запобігання швидкої кристалізації) як в скляному, так і в кристалічому станах. З використанням додаткових кривих C_p, які виміряно для еталонного кристалічного стану, отримано ентропійну криву та в наближенні нульової температури оцінено залишкову ентропію толуолу в скляному стані, яка склала 5,1 Дж/(К·мол). Це значення істотно нижче, ніж наявні в літературі, в якій не міститься інформація про питому теплоємність стекол при низьких температурах, що призводить до переоцінки залишкової ентропії скла при нульовій температурі. Крім того, ми детально вивчили низькотемпературні «скляні аномалії» толуолу, розширюючи та покращуючи попередні вимірювання. Підтверджено існування раніше виявленої інверсної області, що обумовлена тунельними дворівневими системами в скляному стані толуолу, хоча ця аномалія співіснує з широким піком, типовим для стекол (так званий бозонний пік), в C_p /T ³ при 4,5 К. Для кристалічного толуолу очікувану кубічну дебаєвську поведінку теплоємності виявлено при більш низьких температурах.