Мир науки

Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!

Загрузка...

Тепловые свойства твердых тел - примерТеплопроводность большинства жидкостей и твердых диэлектриков составляет десятые доли Вт/(м • К)

, а теплопроводность металлов — десятки и сотни Вт/(м • К). У всех указанных выше веществ есть общий для них механизм теплопроводности — последовательное «раскачивание» слоев атомов или ионов в кристалле. Если мы нагреваем образец с одного из концов, то энергия атомов возрастает, амплитуда колебаний увеличивается и энергия передается следующему слою атомов и т. д. Поэтому у пористых веществ коэффициент теплопроводности еще на порядок меньше. 

В металлах же кроме ионов имеются свободные электроны, причем по порядку их столько же, сколько и ионов — каждый атом отдает свои внешние электроны. Поведение этих электронов для многих процессов, в которых они участвуют, можно описать как поведение идеального газа (в его статистической модели, разумеется). Электроны участвуют в процессе теплопроводности и механизм ее такой же, как и для идеальных газов, и большая часть коэффициента теплопроводности обусловлена именно электронным переносом тепла.

В 1819 г. французские ученые Дюлонг и Пти, изучая экспериментально молярные теплоемкости твердых тел, обнаружили удивительный факт — для всех изученных веществ эта величина оказалась близкой к 3R. Более детальные исследования показали, что теплоемкость твердых тел (и жидкостей тоже) зависит от температуры и при комнатной температуре далеко не все вещества подчиняются закону Дюлонга и Пти, но с увеличением температуры теплоемкость всех веществ удовлетворяет этому закону. Правда, для некоторых типов кристаллов это значение может быть в целое число раз больше.

Закон Дюлонга — Пти можно объяснить с точки зрения молекулярно-кинетической теории, а зависимость теплоемкости от температуры удалось объяснить только в рамках квантовой механики. В соответствии с теоремой о равном распределении энергии по степеням свободы, каждому атому, колеблющемуся в узле кристаллической решетки, можно приписать 6 степеней свободы — 3 поступательные и 3, связанные с его потенциальной энергией. Работой по изменению объема твердого тела можно пренебречь.



Загрузка...
Загрузка...
Реферати і шпаргалки на українській мові.
Биология      Физика      Химия      Экономика     География
Микробиология      Теоретическая механика     География Белоруссии    География Украины    География Молдавии
Растительность мира      Электротехника    География Грузии    География Армении    География Азербайджана
География Казахстана    География Узбекистана    География Киргизии    География Туркменистана    Природоведение
География Таджикистана    География Эстонии