Mavzu: qattiq jismlarning issiqlikdan kengayishi. Qattiq jismlarning issiqlik sig’imi reja

Qattiq jismlarning issiqlik ta’sirida kengayishi
Qattiq jismlarning issiqlikdan kengayishini tushintirish uchun qattiq jism zarralarining o'zaro ta'sir energiyasining ular orasidagi masofaga bog'liqligi chizmasiga murojat qilamiz:
Agar zarralar o'z muvozanat vaziyatlarida mutlaqo harakatsiz bo'lsa ularning kinetik energiyasi nolga teng bo'lar va ular orasidagi masofa ga teng bo'lib, potensial chuqurning tubida joylashgan bo'lar edi. Bu absolyut nol temperaturada bo'lishi mumkin edi.

4.1- rasm. Qattiq jismlarning issiqlikdan kengayishini
Ammo, haqiqatda zarralar o'z muvozanat vaziyatlari atrofida tebranib turadilar, ya'ni muayyan kinetik energiyaga ega bo'ladi. Temperatura ortishi bilan bu kinetik energiya ham ortib boradi. temperaturada zarra kinetik energiyaga ega bo'lib, chapga nuqtaga, o'ngga nuqtaga chetlashadi. Potensial egri chiziqning nosimmetrikligi tufayli tebranayotgan zarraning o'rtacha vaziyati endi ga teng bo'lmay, undan o'ngga siljib qiymatga erishadi.
Temperaturani gacha oshirilsa, zarraning kinetik energiyasi yuqori qiymatni oladi. Bunda zarra chapga nuqtagacha, o'ngga va ∆ nuqtagacha chetlashadi, o'rtacha vaziyat esa qiymatga erishadi. Shunday qilib, temperatura ortib borganida kristall panjarasi tugunlari oralig'i ortadi, ya'ni issiqlikdag kengayish yuz beradi.
Issiqlikdan kengayish , bu erda -issiqlikdan kengayish koeffisenti deyiladi. Issiqlikdan kengayish koeffisenti ning atomlar (molyar) issiqlik sig'imiga nisbati mazkur modda uchun temperaturaga bog'liq bo'lmagan doimiydir:
Gryuneyzen qonuni deyiladi. (4.4)
Haqiqatdan, bu ikki hodisa temperatura ortganda atomlararo masofa ortishiga bog'langan. Qattiq jismlardagi barcha uzgarishlar temperaturaga bog`liq bo’ladi. Yuqorida ko`rib o`tdikki qattiq jism fazoviy panjaraga ega bo`lib, panjara tugunlarida atomlar joylashgan bo`ladi. Bu atomlar (zarralar) o`zlarining muvozanat vaziyati yaqinida tebranma harakat qiladilar. Agar qattiq jismga issiqlik miqdori berilsa atomlarni tebranma harakati ortadi va atomlar orasidagi masofa ham o`zgaradi. Demak qattiq jismni issiqlikdan kengayishi, panjara tugunlarida joylashgan atomlarning tebranma harakat energiyasining ortishiga bog`liqdir. Bu tushunchani fizik mohiyatini molekulalarning o`zaro ta`sir potentsial egri chizig`i yordamida aniqroq tushuntirish mumkin. Abisissa o`qiga atomlar orasidagi masofa va ordinata o`qi bo`ylab potentsial energiyani qo`yamiz.