Тепловые свойства твердых тел

Наиболее  важными  способами  поглощения  тепловой  энергии  твердым  телом 

являются: 

•

               

увеличение интенсивности колебаний атомов; 

•

               

увеличение энергии поступательного движения электронов; 

•

               

увеличение вращательной энергии молекул. 

Первый механизм присущ всем твердым тела. Этот механизм наиболее важен из всех 

трех. Другие эффекты могут преобладать только в узких температурных интервалах. 

Общая энергия твердого тела, как было показано в предыдущей главе, складывается из 

двух  слагаемых.  Одним  из  них  является  тепловая  энергия,  другим  −  энергия,  которой 

обладают твердые тела при абсолютном нуле температуры. Сумма этих величин является 

внутренней  энергией 

.  Эта  величина  может  быть  точно  определена  из  эксперимента. 

Однако  исторически  сложилось  так,  что  большее  внимание  уделялось  величине 

теплоемкости твердого тела. 

Теплоемкость

  тела  при  постоянном  объеме 

 (

V

  =  const)  или  постоянном  давлении 

 (

p 

=  const)  определяется  как  производная  от  энергии  тела  по  температуре.  При 

изучении  твердых  тел  из  эксперимента  обычно  определяется  теплоемкость  при 

постоянном  давлении 

,  однако  более  фундаментальной  величиной  в  физике  твердого 

тела является

 

теплоемкость при постоянном объеме 

, связанная с 

соотношением  

 

(6.1) 

где 



 

– линейный коэффициент теплового расширения; 

B

 – модуль объемной упругости 

(всестороннего сжатия). Относительная величина разности (6.1) невелика, и при 

температурах ниже комнатной ею обычно можно пренебречь. 

Будем  в  дальнейшем  рассматривать  теплоемкость  при  постоянном  объеме 

, 

которую можно определить по формуле 

,

 

(6.2) 

где 

S

 – энтропия кристалла. 

жүктеу 1,25 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: