Физика / 5._______ __________

Як показують наведені в таблиці дослідні дані, для багатьох речовин закон Дюлонга і Пті виконується задовільно, хоча теплоємністі С, Be, В

мають значні відхилення.

Досліди по вимірюванню теплоємностей твердих тіл при низьких температурах показали,

що вони залежать від пропорційно T3 . Для хімічно простих речовин хорошу модель розрахунку теплоємності створив на основі квантової теорії П. Дебай. Температурна залежність теплоємності за Дебаєм представлена на Мал. 50. У цій моделі теплоємність при

низьких температурах кристалів визначається законом Дебая

C = 12π 4 NA T3 , 5θ 2

де θ характеристична температура Дебая і дослідні та експериментальні значення теплоємностей практично мають незначні розбіжності. При температурах більших за характеристичну температуру Дебая теплоємність кристалів розглядається на основі класичної теорії, а при нижчих на основі квантової теорії.

§ 104. Фазові перетворення

На представленій на Мал.51 фазовій діаграмі зображені процеси можливих фазових перетворень при зміні температури речовини. При підвищенні температури твердого тіла, відбуваються фазові перетворення 1 2: кристал з твердої фази T1ф перетворюється в тверде тіло з іншою

фазою T2ф і далі в рідину Р процес плавлення, а рідина в газ Г процес

випаровування. При пониженні температури відбувається зворотній процес 2 1: газ конденсується в рідину, а рідина кристалізується у тверде тіло. Процес плавлення (кристалізації) відбувається при сталій температурі рівній температурі плавлення, а конденсація при температурі рівній температурі кипіння. Крім указаного існує процес 3 4 сухого випаровування (сублімації) твердого тіла T1ф без

переходу його в рідину. У твердих тілах, рівно як і у рідинах, є деяке число молекул, теплова енергія яких достатня для подолання тяжіння до інших молекул і які здатні відірватися від поверхні

твердого тіла чи рідини і перейти в навколишній простір. Цей процес для твердих тіл — називається сублімацією. Для більшості твердих тіл процес сублімації при звичайних температурах незначний і тиск пари над поверхнею твердого тіла малий. Інтенсивно сублімують такі речовини, як нафталін, камфора, що виявляється по різкому, властивому їм запаху. Особливо інтенсивно сублімація відбувається у вакуумі — цим користуються для виготовлення дзеркал. Відомий приклад сублімації льоду — мокра білизна висихає на морозі.

На діаграмі P Т стан речовини розділяється кривими фазової рівноваги, які пересікаються в одній точці Tтр. Ця точка називається

потрійною. В точці Tтр речовина одночасно знаходиться в рівновазі у твердій, рідинній та газовій фазі. Крива KC називається кривою сублімації, крива KП називається кривою плавлення, крива KФ називається кривою фазового переходу, крива KB називається кривою випаровування, яка

закінчується в точці К, що визначається критичною температурою. Завдяки існуванню критичної точки К можливий неперервний перехід рідини у газ 5- 6. Крива плавлення не має кінцевої точки, як це є у кривої випаровування. Розглянуті переходи відбуваються з виділенням чи поглинанням тепла і називаються фазовими переходами.

На діаграмі показані фазові стани речовини, які співпадають власне з агрегатними. Проте існують різні модифікації твердого тіла, що мають різні симетрії. Такі стани мають один агрегатний стан наприклад, тверде тіло але різні фази. Переходи твердого тіла або рідини з одної фазової

Контрольні питання

1.Вивести основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії для тиску.

2.Застосувати закон рівнорозподілу енергії за ступенями свободи для визначення енергії молекули з N атомами.

3.Обчислити масу моля речовини.

4.Визначити та одержати вираз для внутрішньої енергії ідеального газу.

5.Визначити та одержати вираз для найбільш імовірної швидкості теплового руху.

6.Довести барометричну формулу та розподіл Больцмана.

7.Визначити ефективний діаметр та переріз розсіювання.

8.Обчислити середню довжину вільного пробігу частинок ідеального газу.

9.Визначити явище дифузії та обчислити коефіцієнт дифузії.

10. Визначити явище теплопровідності та обчислити коефіцієнт