Смекни!
smekni.com

Методические указания к лабораторным работам №1,2,3 для студентов физико-технического факультета Екатеринбург 1993 (стр. 12 из 16)

3.4.6. Ïðîâåñòè èçìåðåíèÿ ñîãëàñíî ï. 3.4.4 ïðè ïîíè-æåíèè òåìïåðàòóðû.

3.4.7. Îòêëþ÷èòü öèôðîâîé âîëüòìåòð ËÀÒÐ.

ÁÈÁËÈÎÃÐÀÔÈ×ÅÑÊÈÉ ÑÏÈÑÎÊ

1. Ëåâè÷ Â.Ã. Êóðñ òåîðåòè÷åñêîé ôèçèêè. Ò.1, Ì.: Íàóêà, 1969,.912 c.

2. Ïðèãîæèí È., Äåôåé Ð. Õèìè÷åñêàÿ òåðìîäèíàìèêà.- Íîâîñèáèðñê: Íàóêà, 1966,.509 c.

3. Òàáëèöû ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí: Ñïðàâî÷íèê./ Ïîä ðåä. àêàä. È.Ê. Êèêîèíà.-Ì.: Àòîìèçäàò, 1976,.1008 c.

ÏÐÈËÎÆÅÍÈÅ

Òàáëèöà Ï.1

Îïûòíûå äàííûå

ï/ï

Å,

mB

t,

°C

T,

K

P (ïî

ïðèáîðó)

Ð, Ïà

1 2 L L

ÏÐÈÌÅ×ÀÍÈÅ. Ïî îïòè÷åñêîìó ìàíîìåòðó èçìåðÿåòñÿ àá-ñîëþòíîå äàâëåíèå â ìì ðò. ñò., ïî îáðàçöî-âîìó ìàíîìåòðó - èçáûòî÷íîå äàâëåíèå â êãñ/ñì2.

Ëàáîðàòîðíàÿ ðàáîòà ¹ 3

ÒÅÏËÎÅÌÊÎÑÒÜ ÊÐÈÑÒÀËËÈ×ÅÑÊÈÕ ÒÅË

ÂÂÅÄÅÍÈÅ

Öåëü ðàáîòû - îçíàêîìëåíèå ñ ìèêðîñêîïè÷åñêîé òåîðèåé òåïëîåìêîñòè êðèñòàëëè÷åñêèõ òåë, îçíàêîìëåíèå ñ óñòàíîâêîé äëÿ èçìåðåíèÿ òåïëîåìêîñòè, èçìåðåíèå òåïëîåìêîñòè äâóõ îáðàçöîâ.

1. ÒÅÎÐÈß ÒÅÏËÎÅÌÊÎÑÒÈ ÊÐÈÑÒÀËËÎÂ

Òåïëîåìêîñòü ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ôèçè÷åñêóþ õàðàêòåðèñòèêó òåëà è îïðåäåëÿåòñÿ îòíîøåíèåì ïîäâåäåííîãî â íåêîòîðîì òåðìîäèíàìè÷åñêîì ïðîöåññå òåïëà ê âûçâàííîìó ýòèì òåïëîì èçìåíåíèþ òåìïåðàòóðû òåëà. Ïîìèìî ñâîéñòâ ñàìîãî òåëà òåïëîåìêîñòü çàâèñèò îò ïðîöåññà ïîäâîäà òåïëà. ×àùå âñåãî èìåþò äåëî ñ òåïëîåìêîñòüþ ïðè ïîñòîÿííîì äàâëåíèè P

èëè ñ òåïëîåìêîñòüþ Ñv ïðè ïîñòÿííîì îáúåìå
. Òåðìîäèíàìèêà äàåò ñëåäóþùåå ñîîòíîøåíèå ìåæäó íèìè:

, (1.1)

ãäå Q è Ò - êîëè÷åñòâî òåïëîòû è òåìïåðàòóðà.

Äëÿ êðèñòàëëè÷åñêèõ òåë òåïëîåìêîñòè

è
îòëè÷àþòñÿ î÷åíü ìàëî è â ïåðâîì ïðèáëèæåíèè èõ ìîæíî ñ÷èòàòü ñîâïàäàþùèìè:

Äëÿ òîãî ÷òîáû òåîðåòè÷åñêè ïîëó÷èòü âûðàæåíèå äëÿ òåïëîåìêîñòè êðèñòàëëà, íåîáõîäèìî âîñïîëüçîâàòüñÿ êàêîé - ëèáî äèíàìè÷åñêîé ìîäåëüþ êðèñòàëëà.  ïåðâîì ïðèáëèæåíèè ìîæíî ïðèíÿòü, ÷òî àòîìû (èëè èîíû) â óçëàõ êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè ñîâåðøàþò ìàëûå (òåïëîâûå) êîëåáàíèÿ îêîëî íåêîòîðûõ ïîëîæåíèé ðàâíîâåñèÿ. Åñëè ñ÷èòàòü, ÷òî êàæäûé àòîì (èîí) èìååò òðè êîëåáàòåëüíûõ ñòåïåíè ñâîáîäû, òî âåñü êðèñòàëë, ñîñòîÿùèé èç N àòîìîâ, ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê ñîâîêóïíîñòü 3N ëèíåéíûõ ãàðìîíè÷åñêèõ îñöèëëÿòîðîâ, èìåþùèõ îäèíàêîâóþ ÷àñòîòó êîëåáàíèé.

Òîãäà äëÿ ýíåðãèè òàêîãî êðèñòàëëà ïîëó÷èì âûðàæåíèå:

, (1.2)

ãäå

- ñðåäíÿÿ ýíåðãèÿ îäíîãî îñöèëëÿòîðà.

 êëàññè÷åñêîì ïðèáëèæåíèè:

=kT, òîãäà E=3NkT è

Ïåðåõîäÿ ê ìîëÿðíîé òåïëîåìêîñòè, ïîëó÷àåì

Ñ=3N0k=3R , (1.3)

ãäå N0 - ÷èñëî Àâîãàäðî, R - óíèâåðñàëüíàÿ ãàçîâàÿ ïîñòîÿííàÿ.

Ìû ïîëó÷èëè èçâåñòíûé çàêîí Äþëîíãà è Ïòè, ñîãëàñíî êîòîðîìó òåïëîåìêîñòü êðèñòàëëè÷åñêèõ òåë îäèíàêîâà è íå çàâèñèò îò òåìïåðàòóðû. Ðàññ÷èòàííàÿ ïî ôîðìóëå (1.3) âåëè÷èíà òåïëîåìêîñòè íàõîäèòñÿ â õîðîøåì ñîãëàñèè ñ ýêñïåðèìåíòîì ïðè äîñòàòî÷íî âûñîêèõ òåìïåðàòóðàõ.