Energie internă - cristal - o enciclopedie mare de petrol și gaze, articol, pagina 2

Energie internă - cristal

Deoarece presiunea externă este în mod normal, doar o cantitate mică în ceea ce privește locul de muncă interne pot fi neglijate împotriva forțelor externe și să presupunem că toată căldura de intrare este consumată pentru a crește energia internă a cristalului. Schimbarea energiei interne a cristalului, asociată cu o creștere a temperaturii, în principal, duce la o creștere a energiei mișcării vibraționale a nodurilor rețelei cristaline. Acest lucru este corect pentru grilele atomice, ionice și (după cum vom vedea) metalice. [16]

amplasarea corectă a atomilor în cristal - este faptul că distanța dintre vecinii cei mai apropiați nu este cu mult diferit de cel energetic cel mai favorabil pentru perechea (D0 distanța în Figura 43, a.) - explică de ce energia internă a cristalului este mai mică decât energia internă, lichidul în același temperatură. Corectitudinea structurii este, de asemenea, în mod evident legată de valoarea mai mică a entropiei cristalului în comparație cu entropia lichidului. [17]

amenajarea corespunzătoare a atomilor într-un cristal - astfel încât distanța dintre vecini apropiați nu diferă foarte mult de energetic cel mai avantajos pentru o pereche (d0 distanta in figura 40, precum și.) - explică de ce energia internă a cristalului este mai mică decât energia internă a lichidului la aceeași temperatură . Cu corectitudinea structurii, evident, o valoare mai mică a entropiei cristalului este, de asemenea, asociată cu entropia lichidului. [18]

Cele mai interesante fenomene din cristale sunt legate tocmai de anarhomonie. Prin urmare, energia internă a cristalului este NkBT, iar capacitatea de căldură este NkE, aceasta, în cazul mișcării noastre unidimensionale, este legea binecunoscută a lui Dulong și Petit. [19]

Datorită faptului că, de obicei, presiunea externă este doar o sumă neglijabilă în comparație cu cea internă, se poate neglija munca împotriva forțelor externe și se presupune că toată căldura furnizată este folosită pentru creșterea energiei interne a cristalului. Schimbarea energiei interne a cristalului. asociată cu o creștere a temperaturii, reduce, în esență, o creștere a energiei mișcării vibraționale a nodurilor rețelei cristaline. Acest lucru este corect pentru grilele atomice, ionice și (după cum vom vedea) metalice. [20]

Relația (1.14) ne permite să determinăm energia atomizării, atunci când entalpia formării și energia sublimării sunt cunoscute. Energia liberă caracterizează energia internă a cristalului prin entalpie și ordonarea prin entropie. Prin urmare, deși termodinamica nu ia în considerare atomismul materialelor, cantitățile termodinamice descriu starea de energie disipată a unei substanțe. Procesul de sublimare este mai deplin caracterizează puterea de legături ale atomilor în cristal, deoarece în acest caz, există o tranziție de la legăturile interatomice puternice în cristal pentru a interactiona practic, atomii izolați în faza de vapori. [21]

Cu mulți ani în urmă, când sa întors prima dată la teoria capacității de căldură a cristalelor, Einstein a început cu un model în care toți atomii dintr-o latură monatomică fluctuează independent de ceilalți. În acest caz, este ușor să găsiți energia internă a cristalului. De fapt, într-un sistem de oscilatori independenți care se află în echilibru termodinamic la temperatura T, energia medie a unui oscilator liniar armonic cu frecvența v este dată de formula lui Planck. [22]

Motivul pentru formarea corpurilor amorfe poate fi înțeles prin utilizarea ideii existenței unor pseudo-nuclei compacți în fluid, între care există găuri de găuri. Este posibil ca energia internă a pseudo-nucleelor bine ambalate să fie mai mică decât energia internă a cristalului. și numai din cauza prezenței găurilor care au un exces de energie, energia internă totală a lichidului este mai mare decât energia cristalului. [23]

Destul de neașteptat este rezultatul faptului că legea lui Dulong și Petit este aplicabilă metalelor și semiconductorilor. De fapt, în (45.3) am presupus că energia internă a cristalului este determinată numai de energia oscilațiilor particulelor la locurile de zăbrele. Dar, de fapt, în metale și semiconductori există electroni de conducere, agregatul pe care îl considerăm drept gaz ideal. În consecință, aici energia internă trebuie să fie egală cu suma energiilor zăcământului și a gazului de electroni. [26]

Destul de neașteptat este rezultatul faptului că legea lui Du-long și Petit este aplicabilă metalelor și semiconductorilor. De fapt, în (45.3) am presupus că energia internă a cristalului este determinată numai de energia oscilațiilor particulelor la locurile de zăbrele. De fapt, în metale și semiconductori există electroni de conducere, agregatul pe care îl considerăm drept gaz ideal. În consecință, aici energia internă trebuie să fie egală cu suma energiei reticulare și a gazului de electroni. [27]

Aici U (V) este un termen independent de T, care ia în considerare energia internă U a cristalului. iar D este un termen care ține cont de vibrațiile termice ale particulelor. [28]

Mișcarea suplimentară a bulelor este mai dificilă datorită faptului că el trebuie să strângă dislocația din spatele lui. Dimpotrivă, ar trebui să se aștepte ca dislocările să se deplaseze în procesul de deformare plastică sau fluaj, stimulate de cerința de a reduce energia internă a cristalului. va încânta bulele. [30]

Pagini: 1 2 3

Distribuiți acest link:

Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Energie internă - cristal - o enciclopedie mare de petrol și gaze, articol, pagina 2