Energia termică a EPER-ului solid constă în energia vibrațiilor normale ale zăbrelelor. Capacitatea de căldură a unui corp CV solid pentru un volum constant V indică schimbarea energiei termice cu o schimbare a temperaturii corpului cu 1 ° C:
Să luăm în considerare dependența de temperatură a CV-ului.
La temperaturi scăzute (T<<Θ) возбуждаются в основном низкочастотные нормальные колебания, кванты энергии которых ћω Ie La creșterea temperaturii, numărul de oscilații z crește proporțional cu cubul de temperatură. Energia medie a fiecărei vibrații normale crește proporțional cu temperatura: Această creștere se datorează faptului că, pe măsură ce crește temperatura, crește gradul de excitație al oscilației, ceea ce duce la o creștere a energiei medii. În consecință, având în vedere faptul că numărul vibrațiilor (2.14) și energia lor medie (2.15) cresc, putem concluziona că energia zăcământului crește proporțional cu T4: Prin urmare, capacitatea de căldură a CV este proporțională cu T 3. Calculul cantitativ arată că capacitatea de căldură este unde N este numărul de atomi. Formula (2.17) exprimă legea lui Debye. La temperaturi ridicate (T> # 920;), toate vibrațiile normale sunt deja excitate, astfel încât o creștere suplimentară a temperaturii conduce numai la o creștere a gradului de excitare a acestora, adică creșterea energiei lor medii în conformitate cu (2.15). Prin urmare, schimbarea energiei corpului este proporțională cu T, adică (ERESH T), iar capacitatea de căldură a corpului nu depinde de temperatură. Calculul cantitativ arată că în regiunea cu temperaturi ridicate: Formula (2.19) exprimă legea Dulong-Petit. Pentru un mol de substanță monatomică, NA = 6,06 # 8729; 10-23 mol -1 (constantă Avogadro), NA # 8729; k = R8,3 J / (mol # 8729; K) este constanta universala (molara) a gazului, deci CV ≈3R≈25J / (mol # 8729; K). Astfel, capacitățile de căldură ale tuturor solidelor chimice simple la o temperatură suficient de ridicată sunt aceleași (la temperatura camerei: aluminiu - 6,14, fier - 6,39, aur - 6,36, cupru - 5,90, staniu - - 6.13 cal / (mol # 8729; grad), dar pentru diamant 1,35 cal / (mol # 8729; grad), deoarece temperatura camerei este prea scăzută pentru diamant (mult mai mică decât temperatura Debye). Între regiunile cu temperaturi scăzute și înalte se află o gamă destul de largă de temperaturi medii. în care există o trecere treptată de la legea lui Debye la legea lui Dulong-Petit. Cu temperatură în creștere și apropiindu-se de temperatura Debye, dependența de temperatură a energiei rețelei și a căldurii specifice scade treptat, iar când se atinge temperatura Debye # 920; există o tranziție la legea Dulong-Petit (figura 2.3). Bazele fizicii solide, un manual (conține un rezumat al cursurilor și parte practică), Măsurarea - temperatură - solidă - enciclopedie mare de petrol și gaz, articol, pagina 1
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: