これが起こる理由は次のとおりです。
* 自由電子モデル： 金属には、エネルギーを吸収して貯蔵できる自由電子の海があります。熱が加えられると、これらの電子は運動エネルギーを獲得し、金属の全体的な熱容量に大きく寄与します。
* 振動モード： 金属格子の原子も振動し、これらの振動もエネルギーを吸収します。ただし、振動モードの寄与は一般に、遊離電子の寄与よりも重要ではありません。
* 同様の構造： ほとんどの金属は、同様の結晶構造を持っています（例：顔中心の立方体または体中心の立方体）。構造のこの類似性は、同様の振動周波数とエネルギー貯蔵能力につながります。
Dulong-Petit Lawの例外：
Dulong-Petitの法則は適切な近似を提供しますが、特に低温では、一部の金属がそこから逸脱しています。これらの逸脱は、次のような要因によるものです。
* 量子効果： 低温では、量子効果が重要になり、電子と原子のエネルギーレベルが量子化されます。これにより、熱容量の減少につながる可能性があります。
* 比熱容量： リチウムやベリリウムなどの一部の金属は、原子量が軽いため、モル熱容量が低くなっています。
結論： 金属の同様のモル熱容量は、主に遊離電子の存在と格子の類似の構造によるものです。ただし、温度や特定の熱容量などの要因は、Dulong-Petit法の偏差に影響を与える可能性があります。
