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

4.2-rasm. Panjara tugunlarida joylashgan atomlarning tebranma harakat energiyasining ortishi
B nuqta potentsial o`rani tubi satxini belgilaydi. Bunda atomlar orasidagi masofa ga teng bo`lib potentsial energiyasi min qiymatiga ega. DB – kesma esa potentsial o`rani chuqurligini bildiradi. Agar molekulalar issiqlik harakatining o`rtacha kinetik energiyasi DB chuqurlikdan kichik bo`lsa ( << DB) energetik sathdan pastdagi molekulalar va orqali kichik tebranishlarda bo`lib, qattiq jismni normal holatini ifodalaydi. Agar molekulalar issiqlik harakatining o`rtacha kinetik energiyasi biroz ortsa molekulalarni tebranma harakati ortadi. Rasmdan ko`rinib turibdiki masofa atom yoki molekulani muvozanat holatini ifodalaydi. va ularni tebranish amplitudalarini ko`rsatadi. Demak issiqlik energiyasi ortsa tebranish amplitudasi ham ortadi. Natijada atomlar orasidagi masofa ortadi, bu esa qattiq jismni kengayishiga sabab bo`ladi.
Tajribaning ko`rsatishicha, jismni ∆l uzayishi (chiziqli kengayishi) uning temperaturasini o`zgarishiga proportsional bo`ladi.


(4.5)

bu erda - jismni t₀ temperaturadagi uzunligi,

∆t = t –
α - chiziqli kengayish koeffitsienti. = 0⁰ C da, jismni uzunligi l₀ bo`lsin, bu holda (4.5) formula qo`yidagi ko`rinishga keladi.
(4.6)
Bundan - ni topsak
α = = (4.7)

(4.7)formuladan ko`rinadiki chiziqli kengayish koeffitsienti jismning bir gradus qiziganidagi nisbiy uzayishiga tengdir. (4.7) chi tenglamani boshqacha ko`rinishda yozish mumkin.

(4.8)

(4.8) tenglama jismlarni chiziqli kengayish qonunidir. Chiziqli kengayish koeffitsientini topish uchun jismni boshlang`ich temperaturasi 0<sup>0</sup> C bo`lishi shart emas. Ixtiyoriy temperaturadan boshlash mumkin.

Qattiq jism issiqlik sig‘imining klassik nazariyasi.

Qattiq jism har bir zarracha o‘zining muvozanat nuqtasi atrofida o‘zaro perpendikulyar bo‘lgan uchta yo‘nalish bo‘ylab tebranma harakat qiladi. Agar har bir tebranma harakatni kichik ossilyator deb qarasak, uning energiyasi kinetik va potensial energiyalar yig‘indisiga teng bo‘ladi:
, (4.7)
bunda M-tebranayotgan zarracha massasi, P-zarrachaning impulpsi, (-ω tebranma harakat chastotasi, q- zarrachaning siljishi.
Maksvell – Bolsman taqsimotidan foydalansak, ossilyatorning o‘rtacha energiyasi
(4.8)
Kristall atomlar soni N ta bo‘lsa, uning to‘liq energiyasi
(4.9)
Bir mol modda uchun to‘liq ichki energiya bo‘ladi. Bunda - universal gaz doimiysi, Avagodro soni, Bolsman doimiysi. U holda qattiq jismning issiqlik sig‘imi
ga teng bo’ladi. (4.10)
Tajriba natajalari ko‘rsatadiki bu (4.10) faqat yuqori temperaturada o‘rinlidir. Past temperaturalarda issiqlik sig‘im keskin pasayib ketadi.