Қатты заттардың жылулық қасиеті

Презентация қосу

Қатты заттардың жылулық қасиеті

Группа: 16-ТФК-1
Орындағандар: Тұрсынғали Н. Е.
Ұлбек Н. А.
Қабылдаған: Кеңесбеков А. Б.
Жоспары:
Қатты денелер туралы ұғым
Қатты денелердің жылулық қасиеттері
Эйнштейн бойынша қатты денелер жылу сыйымдылығының кванттық теориясы
Дебай теориясы
Қатты денелердің жылулық кеңеюі
ҚАТТЫ ДЕНЕ – заттың агрегаттық күйі; пішінінің орнықтылығымен
және атомдарының жылулық қозғалыс әсерінен тепе-теңдік қалпының
маңында мардымсыз аз тербелістер жасайтындығымен сипатталады.

Қатты дене

Кристалдар Аморфты
Қатты денелердегі бөлшектер бір-бірімен әсерлесу энергиясы минималды мәнге ие
белгілі тепе-теңдік күйге сәйкес «бекітілген» болады. Мұндай жағдайдағы бөлшектердің
негізгі қозғалу формасы тепе-теңдік орынның қасында тербелу болып есептеледі.
Тербеліс амплитудасы атомдар ара қашықтығының елеусіз бір бөлігіне тең болады.
Тербеліс бағыты үздіксіз және ретсіз, уақыт барысында өзгеріп тұрады.
Жылу сыйымдылықтың классикалық теориясында біртекті қатты денелер бір-бірінен
тәуелсіз бірдей жиілікпен тербелетін бөлшектер жинағы деп қарастырылады.
Әрбір бөлшек үш еркіндік дәрежеге ие болғандықтан, әрбір еркіндік дәрежеге орта
есеппен кинетикалық және потенциалдық энергия тура келеді. Сондықтан әрбір
тербелетін бөлшектің орташа энергиясы 3кТ-ға тең болады. Онда бір моль заттың
энергиясы мынаған тең болады:
Бұл формуланы температура бойынша дифференциалдасақ, көлем тұрақты
болғандағы қатты дененің молярлық (атомдық) жылу сыйымдылығын аламыз:

R=8,3·103Дж/град·кмоль болғандықтан,

Дж/град·кмоль болады. Бұл заңды эксперимент арқылы 1819 жылы
Дюлонг және Пти дәлелдеді. Бөлме температурасында бірнеше металдардың жылу
сыйымдылығы кестеде берілген.
Na Al Fe Ni Cu Zn Sn Pb Cd

Дж/ 2,7 2,35 2,47 2,47 2,35 2,4 2,55 2,47 2,47
(кмольград
)

Кестеге қарағанда көпшілік көрсетілген металдарға Дюлонг және Пти заңы
орындалатыны байқалады. Бірақ алмаз және борға атомдық жылу сыйымдылығы
әлдеқайда 3R-ден төмен. Ал температура төмендегенде Дюлонг және Пти заңына
барлық қатты денелер бағынбайды.
Эйнштейн бойынша қатты денелер жылу сыйымдылығының кванттық
теориясы. Эйнштейннің теориясы, классикалық теория секілді қатты
денелерде N бір-біріне тәуелсіз бір жиілікпен тербелетін атомдар жинағы
деп қарастырылады. Бірақ бір еркіндік дәрежеге келетін орташа
энергияны кТ-ға тең деп қабылдамай, сызықты осцилляторға жазылған
Планктың орташа энергияға жазылған формуласы арқылы есептелінеді, яғни
Дебай теориясы. Қатты денедегі атомдар арасындағы байланыс елеулі үлкен
болғандықтан, олар бір-бірімен тәуелсіз тербелуі мүмкін емес. Бір-бірімен
байланысқан N атомдар 3N еркін дәрежеге ие байланысқан жүйені құрайды.
Мұндай жүйеде жалпы жағдайда әр түрлі жиілікпен тербелетін 3N тербеліс пайда
болады. Бұл тербелістерді жүйенің меншікті тербелісі, ал олардың тербеліс жиілігін
меншікті жиілік деп атайды. Жүйенің меншікті тербелісін анықтау өте күрделі
мәселелердің бірі болып есептеледі. Бұл қиындықтан өту жолын бірінші рет Дебай
тапқан. Оның көрсетуі бойынша, жиіліктен төмен жиілікпен тербелетін қатты
дененің меншікті тербеліс саны (Z) мына қатынаспен анықталады:
Дебай формуласының қаншалықты эксперимент нәтижелерімен
сәйкес келетінін график арқылы көрсетуге болады
Қатты денелердің жылулық кеңеюі. Қатты денелердегі бөлшектердің
бір-бірімен әсерлесу энергиясының олардың бір-бірінен ара қашықтығына
тәуелділігі қисығына көңіл аударайық
Абсолют ноль температурада бөлшектер бір-бірінен r0 ара қашықтықта
болып, минимальды U0 әсерлесу энергияға ие, яғни бөлшек авс потенциал
сызығының түбінде жатады. Бұл ара қашықтықтар абсолют ноль
температурадағы дененің өлшемін анықтайды. Температура өскен сайын
«О» тепе-теңдік орнынан бөлшектер тербеле бастайды. Мәселені
жеңілдету мақсатында 1 бөлшек қозғалмайды деп есептеп, тек 2 бөлшек
тербеледі дейік. Тербелетін бөлшек кинетикалық энергияға ие, оның
максимал мәні Wm бөлшектің «О» тепе-теңдік нүктесіне сәйкес келеді
Назарларыңызға рахмет!!!

Ұқсас жұмыстар

Топырақтың физикалық қасиеттері

Ішкі энергияны өзгерту тәсілдері Жылулық құбылыстар - температураның өзгеруімен байланысты құбылыстар

Карно циклының күй диаграммасы

Қатты дене қасиеті

Зиянды және қауіпті өндірістік факторлар

Қара дененің сәуле шығару заңдары

Қоршаған ортаның физикалық, химиялық және биологиялық ластануы және олардың экологиялық генетикалық салдарлары

Молекулалардың қозғалысы. Диффузия

Беттік аудан мөлшерінің көлемге қатынасының диффузия жылдамдығына әсері

Ақуыздың өзгеруі

Пәндер