Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Теплопровідність твердих тіл




Знайдемо внутрішню енергію одного моля твердого тіла, яке має атомну кристалічну решітку, у вузлах якої знаходяться атоми, що коливаються відносно свого рівноважного положення. Внутрішня енергія дорівнює сумі енергій частинок, що утворюють кристалічну решітку. Частинки мають як кінетичну, так і потенціальну енергію, які в середньому дорівнюють одна одній. На одну ступінь вільності молекули, згідно із законом Больцмана (див. п.2.2.1), припадає у середньому кінетична енергія, що дорівнює kT /2. Таким чином, на одну коливальну ступінь вільності припадає енергія kT. Оскільки частинка може коливатися відносно положення своєї рівноваги у будь-якому напрямку, звідси випливає, що вона має три ступені вільності (і = 3). Тому значення повної середньої енергії атома < e о> = 3 kT.

З урахуванням вищевикладеного внутрішня енергія одного моля атомарного кристала дорівнює Um = < e о> NA = 3 kTNA = 3 RT. З іншого боку, оскільки об’єм твердого тіла величина стала, Um = СV T.

Звідси: , тобто молярна теплоємність усіх хімічно простих кристалічних тіл однакова. Ця залежність називається законом Дюлонга і Пті. Вона була експериментально встановлена цими вченими 1819 р.

Для хімічно складних тіл молярна теплоємність (де п – число атомів у молекулі).

Експерименти показують, що закон Дюлонга і Пті виконується тільки за досить високої температури (Т> 300 К), а навіть за кімнатної температури має наближений характер. Зі зниженням температури теплоємність усіх твердих кристалічних тіл зменшується СV ~T 3 і в міру наближення до абсолютного нуля прямує до нуля. Поведінка теплоємності за низьких температур була пояснена Ейнштейном і Дебаєм, виходячи з квантової теорії.

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-05-23; Просмотров: 602; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.011 сек.