Теплоёмкость

Теплоёмкость

Реферат

по дисциплине Теплофизика

на тему: «Теплоёмкость»

Москва 2014

ВВЕДЕНИЕ

Теплоёмкость (Т), количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1 градус; точнее - отношение количества теплоты, поглощаемой телом при бесконечно малом изменении его температуры, к этому изменению.

Удельная теплоёмкость вещества <#"882422.files/image001.gif"> R [то есть около 12,5 дж/Кмоль× К), или 3 кал/(моль×град)], что хорошо согласуется с опытом. Молекула двухатомного газа обладает тремя поступательными, двумя вращательными и одной колебательной степенями свободы, и закон равнораспределения приводит к значению Cv =  R; между тем опыт показывает, что теплоемкость двухатомного газа (при обычных температурах) составляет всего  R. Это расхождение теории с экспериментом связано с тем, что при вычислении теплоемкости необходимо учитывать квантовые эффекты, то есть пользоваться статистикой, основанной на квантовой механике <#"882422.files/image003.gif"> R вместо  R.

При достаточно низких температурах теплоемкость вообще должна вычисляться с помощью квантовой статистики. Как оказывается, теплоемкость убывает с понижением температуры, стремясь к нулю в согласии с так называемым принципом Нернста (третьим началом термодинамики <#"882422.files/image004.gif">

к которым добавляются соответствующие эффекты фазовых переходов <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4691.html>. Знание теплоемкости реагентов <http://www.xumuk.ru/bse/2315.html> в некотором интервале температур позволяет осуществить расчет теплового эффекта реакции, а знание теплоемкости растворов - рассчитать их термодинамические свойства при любой температуре в пределах исследованного интервала.

Особо следует подчеркнуть роль теплоемкости в структурных исследованиях индивидуальных веществ в конденсированном состоянии и растворов. Величины, являющиеся второй производной потенциалов Гиббса или Гельмгольца по параметрам состояния <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3191.html> (а теплоемкость относится к таковым), весьма чувствительны к структурным изменениям системы. В твердых телах <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4324.html> и сплавах <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4178.html> при фазовых переходах <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4691.html> 2-го рода типа порядок - беспорядок наблюдаются скачки теплоемкости. В жидкостях <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1545.html> такие скачки имеют место вблизи критических точек равновесия <http://www.xumuk.ru/biochem/24.html> жидкость - газ и жидкость - жидкость. В жидкости <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1545.html>, например, при нагревании часть энергии может идти не на возбуждение новых степеней свободы молекул <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2650.html>, а на изменение потенциальной энергии взаимодействующих молекул <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2650.html>. Этот вклад называется "конфигурационной" теплоемкостью; она связана с характером молекулярного упорядочения в жидкостях <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1545.html> и растворах. В биохимии <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/571.html> политермические измерения теплоемкости дают информацию о структурных переходах в белках <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/486.html>.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кикоин И. К., Кикоин А. К., Молекулярная физика. М., 1963.

. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Статистическая физика, 2 изд., М., 1964 (Теоретическая физика, т. 5).

3. Рид <http://www.xumuk.ru/lekenc/7782.html> Р., Праусниц Дж., Шервуд Т., Свойства газов <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/879.html> и жидкостей <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1545.html>, пер. с англ., 3 изд., Л., 1982.

. Шульц М. М., Филиппов В. К., "Ж. Весе <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/717.html>. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева", 1982, т. 27, с. 485-94.

. Панов <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3332.html> М.Ю., Белоусов В.П., в сб.: Химия <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4995.html> и термодинамика <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4370.html> растворов <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3823.html>, в. 5, Л., 1982, с. 56-87.

. Термодинамические свойства индивидуальных веществ <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/721.html>, под ред. В. П. Глушко, 3 изд., т. 1-4, М., 1978-82.

. Панов <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3332.html> M. Ю., Experimental thermodynamics, ed. by J. P. McCullough, D. W. Scott, v. 1, N. Y. - L., 1968.