3–Laboratoriya isHi Qattiq jismlarning issiqlik sig‘imini topish Kerakli asboblar

3–Laboratoriya isHi
Qattiq jismlarning issiqlik sig‘imini topish
Kerakli asboblar. 1)Tajriba o`tkazish qurilmasi, 2)kalorimetr 3)0–100<sup>0</sup>C oraliqda o`lchash imkonini beruvchi ikkita kalometrik termometr 4)namunalar termasi, 5)tarozi toshlari bilan ta`minlangan texnik tarozi.

Ishning maqsadi: Qattiq jismlar solishtirma issiqlik sig`imini kalometrik usul bilan aniqlash. Real berk sistema entropiyasi o`zgarishini o`rganish.
Ishning nazariyasi
Gazlar va qattiq jismlar issiqlik sig`imlari klassik nazariyasi kinetik energiyaning erkinlik darajalari bo’yicha teng taqsimoti teoremasi o’rinli bo`lgan N’yutonning klassik mexanikasi qonunlariga asoslangan. Gazlar ichki energiyasi gaz molekulalari ilgarilanma va aylanma harakat kinetik energiyalaridan iborat. Qattiq jism issiqlik sig`imlari qaralayotganda esa kinetik energiya bilan birga kristall panjara tugunlaridagi ionlararo o`zaro ta`sir potensial energiya ham e`tiborga olinishi kerak. Qattiq krisstal jism to’g`ri tuzilgan krisstal panjaralardan iborat. Panjara tugunlarida joylashgan ionlar esa muvozanat vaziyati atrofida issiqlik tebranma harakat qiluvchi moddiy nuqta deb qaraladi. Agar tebranishlar kichik bo`lsa uni garmonik deb qarash mumkin. Bu holda kinetik energiyaning erkinlik darajalari bo’yicha teng taqsimoti (Bol’tsman teoremasi)ga asosan, har bir erkinlik darajasiga o’rtacha kinetik energiya va shunday miqdorda potentsial energiya mos keladi. Shunday har bir erkinlik darajasiga mos keluvchi to’liq energiya.

(1)

ga teng.

Har bir atom uch erkinlik darajasiga ega bo`lganligi uchun unga mos keluvchi o`rtacha energiya ga teng bo`ladi. Bu energiyani –Avagadro soniga ko`paytirib qattiq jism 1 moli uchun ichki energiya ifodasini hosil qilamiz, ya`ni

Energiyaning temperatura bo’yicha to’liq differentsiali

(2)

qattiq jism molyar issiqlk sig`imi deb ataladi.

Shunday qilib, issiqlik sig`imining klassik nazariyasiga asosolanib olingan bu (2) ifodadan ko`rinadiki, qattiq jismlar molyar issiqlik sig`imli barcha metallar uchun bir xil ga teng qiymatga ega bo`lib temperaturaga bog`liq bo`lmaydi. O`rnatilgan bu empirik qonuni Dyulong–Pti qonuni deb ataladi. Biroq tajribalar issiqlik sig`imining temperaturaga bog`liq bo`lishini ko`rsatadi. Bu holat ayniqsa past temperaturalarda yaqqol ko`rinadi. Qattiq kristal jismlar issiqlik sig`imining temperaturaga (past temperaturalarda) bog`liqligi fazoviy panjaradagi zarrachalar tebranma erkinlik darajasining muzlashi bilan bog`langan bo`lib u faqat kvant mexanikasi asosida tushuntirish mumkin.

Endi termodinamik jarayonlarni tavsiflovchi bir kattalik, ya`ni entropiya haqida to’xtalamiz. Aytaylik qandaydir bir jism biror aniq absolyut

T temperaturada boshqa bir jismga Q issiqlik miqdori uzatayotgan bo`lsa bu ikki kattaliklar nisbatlari keltirilgan issiqlik deb ataladi. Bu nisbatdan olingan to’liq differentsial esa

(3)

bu yerda funksiya S–sistema entropiyasi deb ataladi. Bu funksiya faqatgina sistema holatiga bog`liq bo`lib sistemaning qaysi yo`l bilan bu holatga kelganiga bo`gliq bo`lmaydi.

Ma`lumki agar yopiq sistemaga qaytuvchan jarayonlar yuz bersa uning entropiyasi o`zgarmay qoladi. Agar yopiq sistemaga qaytmas jarayonlar yuz bersa sistema entropiyasi ortadi. Har qanday sistemaga Klauzius tengsizligi o’rinli bo`ladi, ya`ni



Real sistemalarda har qanday jarayonlar qaytmas bo`lganligidan ular uchun entropiya ortishi o`rinli bo`ladi. Shu bilan birga bu narsa o`z–o`zidan yuz beradigan real jarayonlar yo’nalishini aniqlovchi Termodinamikaning I bosh qonunini yana bir ta`rifini ifodalash imkonini beradi. Izolyatsiyalangan tizimlar (sistemalar) entropiyasining oshishiga olib keluvchi jarayonlargagina mavjud bo`ladi. Bu ishda izolyatsiyalangan tizimdagi temperaturali jism bilan temperaturali jismlar o`rtasida yuz beruvchi issiqlik almashinishlari entropiya ortishi aniqlanadi. Birinchi jism isiqlikni beradi, ikkinchi jism esa issiqlikni oladi. Tizim entropiyasi o`zgarishi esa har bir jism entropiyalari o`zgarishining algebraik yig`indisiga teng bo`ladi, Ya`ni

(4)

bunda ya`ni issiqlik almashinishini hisobiga tizm energiyasi o`zgarmagan bo`lsada uning entropiyasi oshadi.