Теплоемкость электронная давлении

Ряд параграфов этой главы был посвящен изучению термодинамических свойств твердых тел при высоких давлениях и температурах и описанию методов экспериментального исследования этих свойств при помощи измерений параметров ударного сжатия вещества. Общая особенность этих методов состоит в том, что таким путем можно найти только механические параметры вещества давление, плотность и полную внутреннюю энергию. Измерение кинематических параметров ударной волны — скорости распространения фронта и массовой скорости вместе с использованием соотношений на фронте ударной волны — не дает возможности непосредственно определить такие важные термодинамические характеристики, как температуру и энтропию. Для нахождения температуры и энтропии по данным механических измерений необходимо задаваться теми или иными теоретическими схемами для описания термодинамических функций. Выше было использовано трехчленное представление давления и энергии, причем некоторые параметры, такие, как теплоемкость атомной решетки, коэффициенты электронной теплоемкости и электронного давления приходилось определять теоретическим путем. [c.599]

V, /7, 7, р, Ср, v, I, [X — вектор скорости гидродинамического движения, давление, температура, плотность, а также средние изобарная и изохорная теплоемкости, объемная вязкость и молекулярная масса паров Rg — универсальная газовая постоянная къ и Об — постоянные Больцмана и Стефана—Больцмана и М — массы одного электрона и атома индексы п и оо относятся соответственно к характеристикам течения пара без учета каскадной ионизации и условиям на бесконечности Ат Т)—коэффициент молекулярной теплопроводности пара, зависящий от температуры Г Dp — коэффициент термодиффузии электронов а, Са, ра, Ку Ха, eff, Га, /ь —величины, относящиеся к частице и характеризующие ее характерный радиус, удельные плотность и теплоемкость, молекулярные теплопроводность и температуропроводность, эффективную (с учетом теплоты плавления и кинетической энергии пара) удельную теплоту парообразования, температуру поверхности частицы и время ее нагрева до температуры развитого испарения s T)— скорость звука в газовой среде с температурой 7 h — постоянная Планка. [c.156]

Напомним смысл входящих в эти уравнения величин. Здесь / , д, к, — давление, плотность, энтальпия, молекулярный вес смеси, Г, — температура и теплоемкость внешних (поступательных и вращательных) степеней свободы. Индекс <Ф> относится к парциальным значениям тех же величин для г-й компоненты, (Т Р) и — энергия и температура к-й внутренней степени свободы в /-й компоненте, Я — универсальная газовая постоянная, — массовая концентрация и число внешних степеней свободы частиц /-й компоненты. Суммирования по и 8 к идут соответственно по числу компонент смеси I, числу 5 протекающих химических реакций (диссоциация, ионизация и т. д.) и числу внутренних степеней свободы К% (колебания молекул, возбуждение электронных уровней). Величины 5= = — стехиометрические коэффициенты. [c.35]

Характерной особенностью физической газовой динамики является изучение течений жидкости и газа при высоких температурах и в широком диапазоне изменения давления. Высокие температуры среды исключают возможность полного количественного и качественного описания современных механических проблем в рамках модели совершенного газа с постоянной теплоемкостью. С ростом температуры в газе начинают происходить такие процессы, как возбуждение вращательных и колебательных степеней свободы, диссоциация (рекомбинация) молекул, возбуждение электронных уровней атомов, ионизация (нейтрализация) атомов, излучение и поглощение лучистой энергии. Течение сильно нагретого газа около стенок приводит к их термическому разрушению. Все эти процессы относятся к области молекулярной и атомной физики, сыгравшей в начале этого века очень важную роль в расширении наших представлений о строении атомов и о законах микромира. Результаты этого раздела физики применялись к изучению электрических разрядов в газах и для решения астрофизических проблем. Сейчас же они образуют научный фундамент многих важных технических задач сегодняшнего дня. [c.5]

Резюмируем коротко результаты 2—5. Удельную внутреннюю энергию и давление твердого или жидкого вещества можно представить в виде сумм трех составляющих, которые описывают упругие свойства холодного тела, тепловое движение атомов (ядер) и тепловое возбуждение электронов. Рассматривая не слишком высокие температуры, не выше нескольких десятков тысяч градусов (и большие сжатия), можно в порядке приближения считать, что атомы совершают малые колебания и что теплоемкость их равна су = 3]Ук. Электронные члены при таких температурах описываются приближенными формулами (11.28), (11.29)> аким образом, энергия и давление равны [c.549]

СВОИ электроны. Тяжелые атомы, например атомы урана, теряют свои электроны вплоть до -оболочки, и даже эта оболочка оказывается заметно ионизированной. При такой высокой степени ионизации число частиц, способных двигаться как частицы газа и имеющих энергию кТ, во много раз больше первоначального числа нейтральных атомов урана. Вместо ожидаемых по кинетической теории давления р = ЫкТ1У и теплоемкости С = где N — число нейтральных атомов делящегося вещества, для давления и теплоемкости будут справедливы выражения р = М кТ/У и С = где М превышает N в 80—90 раз. [c.370]

Взаимодействие между Ф. позволяет объяснить тепловое расширение, различие и темн-рное изменение удельных теплоемкостей при постоянном давлении (6 р) и постоянном объеме (С ,), зависимость упругих постоянных от темп-ры и давления. При этом смещения из положения равновесия по-прежнему предполагаются малыми по сравнению с межатомными расстояниями. В обычных кристаллах это условие выполняется вплоть до точки плавления. На языке взаимодействия с с]), могут быть сформулированы многие задачи о взаимодействии различного рода излучений с колеблющимися атомами кристалла (рассеяние нейтронов и рентгеповских лучей, Мессбауэра эффект, инфракрасное поглощение и т. д.), а такл е рассеяние электропов на тепловых колебаниях решетки в Л1с-та.глах и полупроводниках. Только учет электрон-фононного взаимодействия позволил объяснить сверхпроводимость. [c.332]

Известно, что суммарная теплоемкость карбидов при постоянном давлении включает решеточную часть (с ), электронную теплоемкость (уТ) и теплоемкость, обусловленную различием Ср — с . В соответствии с теорией Борна — Кармана решеточная теплоемкость бинарных соединений выражается в виде двух частей, первая из них — усредненная функция Дебая В(0п/Г) отражает упругие свойства кристалла, вторая часть состоит из функции Эйнштейна, (В /Г), отра,жаюш,ей колебания отдельных атомов. [c.149]

Диссоциация и ионизация приводят к дальнейшему увеличению сжатия. Важно отметить, что на величине сжатия сказывается только та часть теплоемкости, которая связана с потенциальной и внутренней энергией частиц энергией диссоциации и ионизации, вращательной и колебательной энергией молекул, энергией электронного возбуждения атомов и ионов. Возрастание удельной теплоемкости за счет увеличения числа частиц в газе не влияет на сжатие, так как одновременно с возрастанием энергии поступательного движения частиц растет и давление газа. Непосредственно изменение числа частиц не отражается на показателе адиабаты у, которым определяется сжатие. В этом легко убедиться если представить внутреннюю энергию в виде суммы е = 8пост + Qy где в Q включена потенциальная энергия и знергия внутренних степеней [c.181]

При наступлении диссоциации удельная теплоемкость зависит Не только от температуры, но и от давления. Расчеты удельных теплоемкостей, а также показателя адиабаты к = ср1с в условиях термодинамического равновесия при высоких температурах осуществлены на электронных вычислительных машинах группой советских ученых под руководством чл.-корр. АН СССР проф. А. С. Предводителева [18, 19 . Эти расчеты проводились для температур от 1000 до 6000 К без учета ионизаций, так как се влияние в этом интервале температур пренебрежимо мало. При более высоких температурах учитывалось влияние равновесной однократной ионизации, которая считалась полностью завершенной при 7=12 000 К м р = 0,001 аг.н. [c.51]

Как известно из курса термодииамики. предположение о термодинамическом равновесии заключается в соответстви уровней внутренних степеней свободы параметрам, характеризующим состояние газа. Например, при сравнительно невысоких температурах (небольших скоростях) устанавливается равновесие между температурой и колебательной степенью свободы, что соответствует равновесию между температурой и удельной теплоемкостью. Прн высоких температурах (больших скоростях), когда газ диссоциирует, равновесное состояние достигается следующим образом. По мере развития диссоциации вероятность тронных соударений увеличивается, так как возрастает число частиц газа. Это приводит к ускорению рекомбинации и замедлению скорости диссоциации. Наступает момент времени, когда при некоторой температуре скорости прямой и обратной реакций выравниваются н газ приходит в равновесное состояние, которое характеризуется неизменным составом н соответствием между степенью диссоциации, с одной стороны, и температурой и давлением — с другой. Наконец, при еще более высоких температурах (очень больших скоростях) можно говорить о равновесных процессах возбуждения электронных уровней и ионизации. [c.185]

Поскольку в эксперименте трудно добиться постоянной плотности, обычно измеряют удельную теплоемкость при постоянном давлении с р. Однако можно показать (см. задачу 2), что для газа свободных электронов при комнатной температуре и ниже ср/с = 1 -[-И- О (квТ1%рУ. Поэтому при таких температурах, когда электронный вклад в удельную теплоемкость становится наблюдаемым (т. е. при нескольких кельвинах), эти две удельные теплоемкости отличаются одна от другой на пренебре1Жимо малую величину. [c.62]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...