ТЕПЛОВОЕ РАСШИРЕНИЕ

При подводе теплоты ее поглощение происходит благодаря колебаниям атомов.

Если частота колебаний возрастает, то увеличивается и энергия взаимодействием между атомами.

r₀ - расстояние между атомами.

У кристаллов с ковалентной связью (анализ натрия кремния, нитрид кремния), впадина потенциальной кривой имеет острый пик и ее симметричность высока. Поэтому не симметрия не увеличивает потенциальной энергии, атомы совершают практически симметричные колебания и термическое расширение твердого тела мало. У ионных кристаллов и металлов впадина потенциальной кривой не глубока и мало симметрична, что приводит к изменению расстояния между атомами и соответственно значению теплового расширения.

х

х

u

u

r0r

r0

∆r1

∆r2

∆r1

∆r2

Тепловое расширение твердых тел определяется коэффициентом термического расширения. При расширении в одном направлении используется коэффициент термического линейного расширения.

Объемное расширение определяется коэффициентом термического объемного расширения:

Для кубических кристаллов: .

Для анизотропных кристаллов .

Коэффициент термического линейного расширения связан с теплоемкостью твердых тел.

где Г – константа Грюнайзена.