- •4. Специфика научного познания
- •1. Научное знание
- •5. Средства научного познания
- •2. Естественные и гуманитарные науки.
- •6. Начало естествознания
- •8. Взаимосвязь теории и эксперимента
- •9. Модели научного познания
- •10. Научные традиции
- •14. Проблемы науки
- •12. Научные открытия
- •13. Фундаментальные научные открытия
- •15. Идеалы научного знания
- •16. Функции науки
- •17. Научная этика
- •18. Оценка вклада конкретных ученых в науку
- •19. Методы очистки веществ.
- •22. Калориметрия
- •21 Рефрактометрия.
- •23 Рентгенография.
- •26, Электронография
- •27.Полярография и анодная вольтамперометрия
- •28, Спектральные методы
- •31, Спектры комбинационного рассеяния
- •29. Электронные спектры поглощения и люминесценции
- •30. Инфракрасные спектры поглощения
- •33. Ядерный магнитный резонанс (ямр)
- •36. Сверхпроводимость и сверхтекучесть.
- •Зонная структура. Модель Кронига—Пенни
- •38.Энергетические зонные структуры в кристаллах. Уровень Ферми. Туннельный диод лЭсаки.
- •39. Фотоэлектронная спектроскопия( фэс). Работа выхода
- •40. Масс-спектрометрия
- •41. Спектрополяриметрия. Эффект Фарадея.
- •42. Магнитооптические эфекты.
- •43. Эффект Холла.
- •44. Туннельный эффект и сканирующий туннельный микроскоп.
- •50Нормальные случайные величины
- •45Атомно-силовой микроскоп
- •47 Лазеры и голография
- •48.Магнитная нейтронография
- •56. Регрессия: метод наименьших квадратов.
- •11. Научные революции
- •51. Среднее и истинное значения измеряемой величины. Дисперсия. Оценка квадратичного отклонения по размаху.
- •52. Дисперсия совокупности среднеарифметических величин. Доверительные интервалы. Правило «трех сигм».
- •Погрешность интерполирования
- •55. Сплайн-интерполяция.
- •32 Электронный парамагнитный резонанс (эпр)
22. Калориметрия
Метод исследования тепловых эффектов химических реакций и процессов фазовых переходов: плавления, кристаллизации, конденсации, стеклования и т.д. Процесс (реакцию) проводят в калориметрах, в которых измеряют выделенное (экзотермические процессы) или поглощенное (эндотермические процессы) тепло. Тепловой эффект выражают в кДж/моль. Энтальпия — тепловой эффект с обратным знаком при стандартных условиях: 25 °С и 1 атм. Калориметрическим методом определяют теплоту сгорания (W) веществ, которая используется для вычисления теплоты образования вещества (Е).Теплоту образования вещества вычисляют из теплоты сгорания атомов вещества. Например, теплота образования углеводородов E(CnHm) находится так:
E(CnHm) = [nQ(CO2) + 0,5mQ(H2O) - nS- 0,5mD(H2)] - W,
где W — теплота сгорания углеводорода, измеряемая калориметром; остальные величины берутся из справочника: Q(CO2) — теплота образования СО2 из графита (393,5 кДж/моль), Q(H2O) — теплота образования воды из молекул водорода (285,8 кдж/моль), S — теплота атомизации (возгонки) графита (—715 кДж/моль), D — теплота атомизации (диссоциации) молекулы водорода (—436 кДж/моль). Теплота образования молекулы из атомов называется также энергией образования молекулы. Эта величина характеризует стабильность различных соединений и используется для вычисления энергии химических связей. Полученные таким образом данные используются, в свою очередь, для оценки энергии образования различных молекул. Например, для этана:
Е(С2Н6) = Е(С—С) + 6£(С—Н)=344 + 6x415 = 2834 кДж/моль.
Для двухатомных молекул энергия диссоциации связи с образованием атомов, полученная методами спектроскопии, электронного удара или фотоионизации, совпадает с термохимическим значением. Для многоатомных мол-л - отчасти зависит от строения молекул.
Важным здесь является процесс измерения теплоемкости, особенно в области критических точек фазовых переходов: по поведению теплоемкости в зависимости от температуры (и других внешних параметров, например от напряженности магнитного поля, состава вещества) можно определить тип перехода. При температурах твердого тела вблизи абсолютного нуля теплоемкость ведет себя линейно с температурой: такое поведение говорит об электронном вкладе в теплоемкость, а по наклону экспериментальной прямой можно определять химический потенциал, который при уменьшении температуры приближается к уровню Ферми Ег В приближении свободных электронов тангенс угла наклона равен
, где m* -эффективная масса электрона;kB — постоянная Больцмана.
С возрастанием t* поведение теплоемкости становится пропорциональной Т3: основной вклад в теплоемкость обусловлен колебанием решеточной (фононной) подсистемы твердого тела. При комнатной температуре теплоемкость достигает постоянного значения.
Пример:адиабатический метод измерения молярной теплоемкости. Например, адиабатически размагничивая измеряемый образец в области гелиевых температур, можно понизить его температуру ниже 1 К
Проволока из сплава с большим удельным сопротивлением наматывается вокруг исследуемого образца, помещенного в криостат, и в течение некоторого времени t по ней пропускают электрический ток. Выделяется энергия IUt {I — сила тока, U — напряжение), переходящая в тепло для образца Молярная теплоемкость определяется по формуле: с = MUIt/(m^T), где т/М — число молей. Точность измерений ДГ таким способом составляет 0,01 К