ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ 6- 1. Термические и калорические свойства твердых тел из "Техническая термодинамика Изд.3 " ОТ давления при комнатной температуре (на графике представлена относительная величина Av/vq, где — удельный объем при нормальном атмосферном давлении ). Интересно отметить аномально малую сжимаемость алмаза— при увеличении давления до 10 ООО МПа ( 100 000 кгс/см ) его удельный объем уменьшается всего лишь примерно на 1,5%. [c.154] Температурная зависимость а для твердых тел обычно весьма слаба, так что для разного рода технических расчетов можно в первом приближении считать температурный коэффициент объемного расширения величиной постоянной, не зависящей от температуры. [c.155] Представление о действительном характере зависимости а от температуры можно получить из табл. 6-3. [c.156] В отличие от химических соединений химические элементы в твердой фазе находятся в атомарном состоянии (даже в тех случаях, когда в газовой фазе атомы этого элемента образуют молекулу, например водород, азот и др.). Поэтому при расчете R в этих случаях величину fiii нужно делить не на молекулярную, а на атомную массу. [c.156] Соотношение (6-7), установленное вначале экспериментально, а затем полученное и методами молекулярно-кинетической теории вещества, носит название закона Дюлонга и Пт и. [c.156] При низких температурах закон Дюлонга и Пти перестает быть даже качественно справедливым, поскольку теплоемкость твердых тел при низких температурах сильно зависит от температуры. Температурная зависимость теплоемкости в принципе не может быть получена термодинамическими методами. Уравнение для температурной зависимости теплоемкости твердых тел при низких температурах было получено с помощью методов квантовой статистики голландским физиком П. Дебаем в 1912 г. [c.157] В соответствии с этим уравнением теплоемкость твердого тела при низких температурах пропорциональна третьей степени температуры (это соотношение иногда называют [кубическим законом Дебая). [c.158] Уравнение (6-8) хорошо согласуется с экспериментальными данными. [c.158] Зависимость атомарной теплоемкости твердых тел от температуры, описываемая уравнением (6-8), представлена на рис. 6-2, где по оси абсцисс отложена приведенная температура Т/0, а по оси ординат — приведенная теплоемкость с,/Л. Как видно из графика, яри высоких Т/ в кривая асимптотически приближается к значению с =ЗД, соответствующему закону Дюлонга и Пти. [c.158] Из уравнения (6-8) следует, что зависимость fi ,=/ (Г/0), представленная на графике рис. в-2, справедлива для любых твердых тел. Зная константу 0 для данного вещества и атомную массу этого вещества, с помощью графика на рис. 6-2 можно легко определить теплоемкость твердого вещества при температуре Т. [c.158] Для твердых тел разность ср—с ) обычно весьма мала — она составляет примерно 3—5% значения с,. Поэтому при не очень точных расчетах этой разницей можно пренебречь и считать, что с . [c.159] Это соотношение (оно носит название закона Грюнайзена) имеет приближенный характер. Представление о степени точности этого закона дает табл. 6-3. [c.159] Это строгое термодинамическое соотношение, разумеется, справедливо для любого вещества в любом агрегатном состоянии. [c.160] Подставив в уравнение (6-14а) вместо v выражение для температурной зависимости удельного объема металла [например, в простейшем случае — из уравнения (6-4)], можно получить однозначную зависимость дТ др), от температуры. [c.161] Как и всякое эмпирическое соотношение, это уравнение имеет приближенный характер оно оказывается полезным для оценки различий с и с, твердого тела. [c.161] Точный расчет величины разности (Ср — с,) может быть выполнен лишь с помощью термодинамического соотношения (4-54) с использованием экспериментальных данных по а и р. [c.161] Поскольку закон Грюнайзена, использованный при выводе уравнения (6-18), справедлив лишь для металлов, это уравнение, строго говоря, также применимо лишь для металлов. Как показывают расчеты, это уравнение справедливо и для некоторых неметаллов, например Na l, КС1 и др. [c.161] Значение i может быть определено с точностью до значения при температуре О К, т. е. может быть определена разность энтальпий вещества в данном состоянии и при О К. Значение i при О К в принципе не может быть определено, и, следовательно, постановка вопроса об определении абсолютного значения i лишена смысла . [c.162] Величина теплоемкости , твердого тела, фигурирующая в этих соотношениях, может быть найдена либо экспериментальным путем, либо вычислена по уравнению Дебая (6-8). [c.162] Вернуться к основной статье