35. Кристаллическое состояние, его характеристика. Типы кристаллических решеток. Механические свойства твердых тел. Закон Гука.

Твердое тело: кристаллическое, аморфное(изотермы, близки к жидкостям).

Кристаллическое: монокристаллы(анизотропы), поликристаллы(как и аморфные тело, изотермы).

Все:

Грани центрированная объемно центрированная

кол-во атомов приходящихся на 1 линейку

Физические типы решеток.

Подразделяются в зависимости от рода частиц в узлах решетки и от хар-ра сил взаимодействия между атомами. Типы решеток:

1)ионные NaCl (в узлах + и – ионы связаны ионной связью)

2)атомные C, Ce, Si (в узлах целые атомы, связаны ковалентной связью)

3)молекулярная (в узлах целые молекула, связаны между собой Ван дер Вальскими силами).

4) металлические, все Ме (в узлах только + ионы связанные металлической связью)

Деформация и напряжение. Деформацию сжатия и растяжения можно характеризовать абсолютным удлинением Δl , равным разности длин образца до растяжения l₀ и после него l :

.Абсолютное удлинение при растяжении положительно, при сжатии имеет отрицательное значение.

 Отношение абсолютного удлинения к длине образца называется относительным удлинением : .

При деформации тела возникают силы упругости. Физическая величина, равная отношению модуля силы упругости к площади сечения тела, называется механическим напряжением :

. За единицу механического напряжения в СИ принят паскалъ (Па). .

Модуль упругости. При малых деформациях напряжение прямо пропорционально относительному удлинению: . Коэффициент пропорциональности Е в уравнении называется модулем упругости. Модуль упругости одинаков для образцов любой формы и размеров, изготовленных из одного материала:

. Из формулы следует, что .

Сравнив выражение с законом Гука, получим, что жесткость k стержня пропорциональна произведению модуля Юнга на площадь поперечного сечения стержня и обратно пропорциональна его длине.

36. Тепловое расширение твёрдых тел. Теплоемкость твердых тел. Закон Дюлонга и Пти.

Механизм теплового расширения твердых тел можно представить следующим образом. Если к твердому телу подвести тепловую энергию, то благодаря колебанию атомов в решетке происходит процесс поглощения им теплоты. При этом колебания атомов становятся более интенсивными, т.е. увеличиваются их амплитуда и частота. С увеличением расстояния между атомами увеличивается и потенциальная энергия, которая характеризуется межатомным потенциалом. Последний выражается суммой потенциалов сил отталкивания и притяжения. Силы отталкивания между атомами с изменением межатомного расстояния меняются быстрее, чем силы притяжения; в результате форма кривой минимума энергии оказывается несимметричной, и равновесное межатомное расстояние увеличивается. Это явление и соответствует тепловому расширению.

Тепловое расширение зависит от химических связей, типа структуры кристаллической решетки, ее анизотропии и пористости твердого тела.

При низких температурах теплоёмкость твёрдого тела оказывается пропорциональной кубу абсолютной температуры (так называемый закон Дебая). Критерием, позволяющим различать высокие и низкие температуры, является сравнение с характерным для каждого данного вещества параметром - так называемой характеристической, или дебаевской, температурой Q_D.

Закон Дюлонга и Пти.

Молярные теплоемкости всех химически простых в-в одинакова, не зависит от температуры и равна

- для химических соединений; z – число атомов в молекуле в-ва