А теплоємність

Теорія Дюлонга та Пті. Атоми (молекули) твердого тіла беруть участь в гармонічних коливаннях біля положення рівноваги. Відповідно до декартової системи координат коливання атомів твердого тіла можна подати як суперпозицію взаємно ортогональних коливань трьох гармонічних осциляторів. Тоді з одним молем речовини твердого тіла пов’язані коливання 3NA гармонічних осциляторів. Оскільки на одну ступінь вільності гармонічного осцилятора припадає енергія kT, внутрішня енергія 1-го моля твердого тіла

Молекулярні кристали. В них внутрішньо молекулярний зв'язок міцніший за міжмолекулярний. До цього типу відносяться тверді кисень, вода, кальцит та інші.

Валентні кристали утворюються з атомів з парною кількістю електронів, кожен з яких бере участь в утворенні хімічного зв’язку. В цьому зв’язку беруть участь по одному електрону від сусідніх атомів. За парної кількості валентних електронів виявляються зв’язаними усі сусідні атоми.

Метали та валентні кристали. Зв'язок обумовлено валентними електронами, що успільнюються. В металах електрони стають колективною власністю додатних атомних залишків. Це «електронна рідина», влита в позитивний каркас. З рентген аналізу можна зробити висновок, що в просторі між позитивними іонами електронна густина ущільнюються.

Іонні кристали. Комірку кристалу утворюють донор та акцептор електрона. В кристалі кухонної солі донор – натрій, акцептор – хлор. Зв'язок між ними – електростатична взаємодія – максимальний з найближчими сусідами.

.

Таким чином, швидкість звуку в газах

.

Для адіабатного процесу.

Процес розповсюдження звуку в газах можна вважати адіабатичним, оскільки довжина звукової хвилі в газах значно перевищує довжину вільного пробігу молекул (оцінки зробити самостійно). Тому міжмолекулярні зіткнення нівелюють в газах на довжині звукової хвилі усі градієнти (в тому числі й температурні). Це унеможливлює перенос теплоти на довжині звукової хвилі й визначає адіабатичність процесу поширення звуку в газах.

Таким чином,.

.

Швидкість звуку в газах. При розповсюдженні звукових хвиль в газах відбувається періодична зміна тиску, тому й густини газу. Спробуємо формалізувати цей процес.

6. Будова та властивості твердих тіл.

6.1. Поділ кристалів за типами міжчастинкової взаємодії.

6.2.Гармонічна модель кристалу. Теорії теплоємності твердих тіл.

,

Дата добавления: 2014-01-04