由于材料中各质点之间存在着很强的相互作用力,一个质点的振动会使临近质点随 之振动。相邻质点间的振动存在着一定的相位差,从而使得晶格振动以弹性波的形 式(又称格波)在整个材料内传播。弹性波是多频率振动的组合波。 声频支一一声子 弹性波 光频支一一光子 (b) 图4.1一维双原子点阵中的格波 (a)声频支;(b)光频支 声频支振动特点:频率低、质点之间的位相差不大,相邻原子具有相同的振动方向。 光频支振动特点:频率高、质点之间的位相差很大,临近质点的运动几乎相反
弹性波 声频支——声子 光频支——光子 由于材料中各质点之间存在着很强的相互作用力,一个质点的振动会使临近质点随 之振动。相邻质点间的振动存在着一定的相位差,从而使得晶格振动以弹性波的形 式(又称格波)在整个材料内传播。弹性波是多频率振动的组合波。 声频支振动特点:频率低、质点之间的位相差不大,相邻原子具有相同的振动方向。 光频支振动特点:频率高、质点之间的位相差很大,临近质点的运动几乎相反
4.无机材料的热学性能 4.1无机材料的热容
4. 无机材料的热学性能 4.1 无机材料的热容
热容:使物体升高1K所需要外界提供的能量,本质上是描述材料中分子热运动 的能量随温度而变化的物理量。 Cr=() 物质的质量不同,热容也不同。一克物质的热容称为“比热容”单位是 J/(g·K)。一摩尔物质的热容称为“摩尔热容”,单位是/(mol·K)
热容:使物体升高1K所需要外界提供的能量,本质上是描述材料中分子热运动 的能量随温度而变化的物理量。 𝑪𝑻 = ə𝑸 ə𝑻 T 物质的质量不同,热容也不同。一克物质的热容称为“比热容”单位是 J/(g · K)。一摩尔物质的热容称为“摩尔热容”,单位是J/(mol · K)
物体的热容还与它的热过程有关。加入加热过程是在恒压条件下进行的,所测定的热 熔称为比定压热容,用符号C,表示。加热过程中保持物体体积不变,所测定的热容称 为恒容热容,用符号Cv表示。 Cp=()=() C=)=() Q为热量,E为热力学能(内能),H为焓 C的测定比较简单,但C在理论上具有更重要的作用,因为它可以直接通过系统 的能量变化从理论上计算得出。由于恒压加热过程中,物体除温度升高外,还要 对外界做功(体积膨胀),所以一般有Cp>Cv。对于物质的凝聚态,C和Cv的 差异在温度不太高的情况下一般可以忽略,只有在较高温度的下,二者的差别才 比较显著
Q为热量,E为热力学能(内能),H为焓 物体的热容还与它的热过程有关。加入加热过程是在恒压条件下进行的,所测定的 热 熔称为比定压热容,用符号Cp表示。加热过程中保持物体体积不变,所测定的热容称 为恒容热容,用符号Cv表示。 Cp的测定比较简单,但Cv在理论上具有更重要的作用,因为它可以直接通过系统 的能量变化从理论上计算得出。由于恒压加热过程中,物体除温度升高外,还要 对外界做功(体积膨胀),所以一般有Cp Cv 。对于物质的凝聚态, Cp和Cv的 差异在温度不太高的情况下一般可以忽略,只有在较高温度的下,二者的差别才 比较显著
4.1.1晶态固体热容的经验定律和经典理论 杜隆-珀替定律 恒压下元素的原子热容为25J/(molK) 经验定律 一些轻元素的原子热容除外 柯普定律 化合物分子热容等于构成此化合物各元素原子热容之和
4.1.1 晶态固体热容的经验定律和经典理论 经验定律 杜隆-珀替定律 柯普定律 恒压下元素的原子热容为25 J/(mol·K) 一些轻元素的原子热容除外 化合物分子热容等于构成此化合物各元素原子热容之和