Tidak semua pepejal adalah kristal. Terdapat banyak badan amorf.
Badan amorf tidak mempunyai perintah yang ketat dalam susunan atom. Hanya atom jiran terdekat terletak dalam beberapa susunan. Tetapi tidak ada arah yang ketat dalam semua arah unsur struktur yang sama, yang merupakan ciri kristal dalam badan amorf.
Selalunya bahan yang sama boleh didapati dalam kedua-dua keadaan kristal dan amorf. Contohnya, kuarza SiO2 boleh dalam bentuk kristal atau amorfus (silika). Bentuk kristal kuarza boleh digambarkan secara skematik sebagai kekisi heksagon biasa. Struktur amorf kuarza juga mempunyai bentuk kekisi, tetapi bentuk tidak teratur. Bersama dengan heksagon, ia mengandungi pentagon dan heptagon.
Pada tahun 1959 ahli fizik Inggeris D. Bernal dijalankan eksperimen yang menarik: Dia mengambil banyak bebola plastisin kecil yang sama saiz, digulung dalam serbuk kapur dan ditekan menjadi bola besar. Akibatnya, bola telah berubah bentuk menjadi polyhedra. Ternyata dalam kes ini kebanyakan muka pentagonal terbentuk, dan polyhedra mempunyai purata 13.3 muka. Jadi ada beberapa pesanan masuk bahan amorfus oh pasti ada.
Badan amorf termasuk kaca, damar, rosin, gula-gula gula, dll. Tidak seperti bahan kristal, bahan amorf adalah isotropik, iaitu sifat mekanikal, optik, elektrik dan lain-lainnya tidak bergantung pada arah. Jasad amorf tidak mempunyai takat lebur tetap: lebur berlaku dalam julat suhu tertentu. Peralihan bahan amorf daripada pepejal kepada keadaan cecair tidak disertai dengan perubahan sifat yang mendadak. Model fizikal keadaan amorf masih belum dicipta.
Badan amorfus menduduki kedudukan pertengahan antara pepejal dan cecair kristal. Atom atau molekul mereka disusun dalam susunan relatif. Memahami struktur pepejal(kristal dan amorfus) membolehkan anda mencipta bahan dengan sifat tertentu.
Pada pengaruh luar jasad amorf mempamerkan kedua-dua sifat kenyal, seperti pepejal, dan kecairan, seperti cecair. Oleh itu, di bawah kesan jangka pendek (kesan), mereka berkelakuan seperti jasad pepejal dan, di bawah kesan kuat, pecah menjadi kepingan. Tetapi pada sangat dedahan berpanjangan badan amorf mengalir. Mari ikuti sekeping damar yang terletak pada permukaan licin. Secara beransur-ansur resin merebak ke atasnya, dan semakin tinggi suhu resin, semakin cepat ini berlaku.
Badan amorf di suhu rendah sifatnya menyerupai pepejal. Mereka hampir tidak mempunyai kecairan, tetapi apabila suhu meningkat, ia beransur-ansur melembut dan sifatnya menjadi lebih dekat dan lebih dekat dengan sifat cecair. Ini berlaku kerana apabila suhu meningkat, lompatan atom dari satu kedudukan ke kedudukan lain secara beransur-ansur menjadi lebih kerap. Badan amorf, tidak seperti kristal, tidak mempunyai suhu badan tertentu.
Apabila menyejukkan bahan cecair penghabluran tidak selalu berlaku. dalam keadaan tertentu, keadaan pepejal amorfus (berkaca) tidak seimbang boleh terbentuk. Dalam keadaan kaca mereka boleh bahan mudah(karbon, fosforus, arsenik, sulfur, selenium), oksida (contohnya, boron, silikon, fosforus), halida, chalcogenides, banyak polimer organik Dalam keadaan ini, bahan boleh stabil untuk jangka masa yang lama, contohnya , umur beberapa gelas gunung berapi dikira selama berjuta-juta tahun. Fizikal dan sifat kimia bahan dalam keadaan amorfus berkaca boleh berbeza dengan ketara daripada sifat bahan kristal. Sebagai contoh, germanium dioksida berkaca lebih aktif secara kimia daripada kristal. Perbezaan dalam sifat keadaan amorf cecair dan pepejal ditentukan oleh sifat pergerakan haba zarah: dalam keadaan amorfus, zarah hanya mampu bergetar dan pergerakan putaran, tetapi tidak boleh bergerak melalui bahan.
Di bawah pengaruh beban mekanikal atau perubahan suhu, jasad amorfus boleh mengkristal. Kereaktifan bahan dalam keadaan amorf adalah jauh lebih tinggi daripada dalam keadaan kristal. Tanda utama amorfus (dari bahasa Yunani "amorphos" - tidak berbentuk) keadaan jirim - ketiadaan kisi atom atau molekul, iaitu, periodicity tiga dimensi ciri struktur keadaan kristal.
Terdapat bahan yang hanya boleh wujud dalam bentuk pepejal dalam keadaan amorf. Ini merujuk kepada polimer dengan jujukan unit yang tidak teratur.
Bersama-sama dengan pepejal kristal, pepejal amorf juga ditemui. Badan amorf, tidak seperti kristal, tidak mempunyai susunan yang ketat dalam susunan atom. Hanya atom terdekat - jiran - disusun dalam beberapa urutan. Tetapi
Tiada kebolehulangan yang ketat dalam semua arah unsur struktur yang sama, yang merupakan ciri kristal, dalam jasad amorf.
Selalunya bahan yang sama boleh didapati dalam kedua-dua keadaan kristal dan amorf. Contohnya, kuarza boleh dalam bentuk kristal atau amorfus (silika). Bentuk kristal kuarza boleh digambarkan secara skematik sebagai kekisi heksagon sekata (Rajah 77, a). Struktur amorf kuarza juga mempunyai rupa kekisi, tetapi bentuknya tidak teratur. Bersama dengan heksagon, ia mengandungi pentagon dan heptagon (Rajah 77, b).
Sifat badan amorf. Semua jasad amorfus adalah isotropik: mereka sifat fizikal sama dalam semua arah. Badan amorf termasuk kaca, banyak plastik, damar, rosin, gula-gula gula, dll.
Di bawah pengaruh luar, jasad amorfus mempamerkan kedua-dua sifat keanjalan, seperti pepejal dan kecairan, seperti cecair. Di bawah kesan jangka pendek (kesan), mereka berkelakuan seperti badan yang kukuh dan, dengan kesan yang kuat, pecah menjadi kepingan. Tetapi dengan pendedahan yang sangat lama, badan amorf mengalir. Sebagai contoh, sekeping resin secara beransur-ansur merebak ke atas permukaan pepejal. Atom atau molekul badan amorf, seperti molekul cecair, mempunyai masa tertentu"kehidupan sedentari" ialah masa ayunan di sekitar kedudukan keseimbangan. Tetapi tidak seperti cecair, kali ini sangat lama. Dalam hal ini, jasad amorf adalah hampir dengan yang kristal, kerana lompatan atom dari satu kedudukan keseimbangan ke kedudukan yang lain jarang berlaku.
Pada suhu rendah, jasad amorfus menyerupai pepejal dalam sifatnya. Mereka hampir tidak mempunyai kecairan, tetapi apabila suhu meningkat, ia beransur-ansur melembut dan sifatnya menjadi lebih dekat dan lebih dekat dengan sifat cecair. Ini berlaku kerana dengan peningkatan suhu, lompatan atom dari satu kedudukan secara beransur-ansur menjadi lebih kerap.
keseimbangan kepada yang lain. Tiada takat lebur khusus untuk jasad amorf, tidak seperti hablur.
Fizik keadaan pepejal. Semua sifat pepejal (hablur dan amorf) boleh dijelaskan berdasarkan pengetahuan struktur atom-molekulnya dan hukum-hukum pergerakan molekul, atom, ion dan elektron yang membentuk pepejal. Kajian tentang sifat pepejal digabungkan menjadi kawasan yang luas fizik moden- fizik keadaan pepejal. Perkembangan fizik keadaan pepejal dirangsang terutamanya oleh keperluan teknologi. Kira-kira separuh daripada ahli fizik dunia bekerja dalam bidang fizik keadaan pepejal. Sudah tentu, pencapaian dalam bidang ini tidak dapat difikirkan tanpanya pengetahuan yang mendalam semua cabang fizik yang lain.
1. Bagaimanakah mereka berbeza? badan kristal daripada amorfus? 2. Apakah anisotropi? 3. Berikan contoh jasad monohablur, polihablur dan amorfus. 4. Bagaimanakah kehelan tepi berbeza daripada kehelan skru?
BADAN AMORFOUS(Amorphos Yunani - tidak berbentuk) - jasad di mana zarah konstituen asas (atom, ion, molekul, kompleksnya) terletak secara rawak di angkasa. Untuk membezakan jasad amorfus daripada yang berhablur (lihat Kristal), analisis pembelauan sinar-X digunakan (lihat). Jasad kristal pada corak pembelauan sinar-X memberikan corak pembelauan yang jelas dan jelas dalam bentuk cincin, garisan, bintik, manakala jasad amorfus memberikan imej yang kabur dan tidak teratur.
Badan amorf mempunyai ciri berikut: 1) dalam keadaan biasa isotropik, iaitu sifatnya (mekanikal, elektrik, kimia, haba, dll.) adalah sama dalam semua arah; 2) tidak mempunyai takat lebur tertentu, dan dengan peningkatan suhu, kebanyakan badan amorf, secara beransur-ansur melembut, berubah menjadi keadaan cair. Oleh itu, jasad amorfus boleh dianggap sebagai cecair supercooled yang tidak mempunyai masa untuk mengkristal kerana peningkatan mendadak dalam kelikatan (lihat) disebabkan oleh peningkatan daya interaksi antara molekul individu. Banyak bahan, bergantung kepada kaedah pengeluaran, boleh berada dalam keadaan amorf, pertengahan atau kristal (protein, sulfur, silika, dan sebagainya). Walau bagaimanapun, terdapat bahan yang wujud hampir secara eksklusif di salah satu negeri ini. Oleh itu, kebanyakan logam dan garam berada dalam keadaan kristal.
Badan amorf tersebar luas (kaca, resin semula jadi dan tiruan, getah, dan sebagainya). tiruan bahan polimer, yang juga merupakan badan amorf, telah menjadi sangat diperlukan dalam teknologi, kehidupan seharian, dan perubatan (varnis, cat, plastik untuk prostetik, pelbagai filem polimer).
Dalam alam semula jadi, badan amorf termasuk sitoplasma dan kebanyakannya elemen struktur sel dan tisu yang terdiri daripada biopolimer - makromolekul rantai panjang: protein, asid nukleik, lipid, karbohidrat. Molekul biopolimer mudah berinteraksi antara satu sama lain, memberikan agregat (lihat Agregasi) atau swarm-coacervates (lihat Coacervation). Badan amorf juga terdapat dalam sel dalam bentuk kemasukan dan bahan simpanan (kanji, lipid).
Ciri polimer yang membentuk badan amorfus objek biologi ialah kehadiran had sempit zon fizikokimia keadaan boleh balik, contohnya. Apabila suhu meningkat melebihi suhu kritikal, struktur dan sifatnya berubah secara tidak dapat dipulihkan (pembekuan protein).
Badan amorf, terbentuk berdekatan polimer tiruan, bergantung pada suhu, boleh berada dalam tiga keadaan: berkaca, sangat elastik dan cecair (cecair likat).
Sel-sel organisma hidup dicirikan oleh peralihan daripada cecair kepada keadaan sangat elastik pada suhu malar, contohnya, penarikan balik bekuan darah, penguncupan otot (lihat). DALAM sistem biologi badan amorf bermain peranan yang menentukan dalam mengekalkan sitoplasma dalam keadaan pegun. Peranan jasad amorfus dalam mengekalkan bentuk dan kekuatan objek biologi adalah penting: cangkang selulosa sel tumbuhan, cengkerang spora dan bakteria, kulit haiwan dan sebagainya.
Bibliografi: Bresler S. E. dan Yerusalimsky B. L. Fizik dan kimia makromolekul, M.-L., 1965; Kitaygorodsky A.I. analisis struktur sinar-X bagi badan kristal halus dan amorf, M.-L., 1952; aka. Ketenteraman dan kekacauan dalam dunia atom, M., 1966; Kobeko P. P. Bahan amorf, M.-L., 1952; Setlow R. dan Pollard E. Biofizik molekul, trans. daripada bahasa Inggeris, M., 1964.
Tidak seperti pepejal kristal, tidak ada susunan yang ketat dalam susunan zarah dalam pepejal amorf.
Walaupun pepejal amorfus mampu mengekalkan bentuknya, kekisi kristal mereka tidak mempunyai. Corak tertentu diperhatikan hanya untuk molekul dan atom yang terletak di sekitar. Perintah ini dipanggil tutup pesanan . Ia tidak berulang dalam semua arah dan tidak disimpan di dalamnya jarak jauh, seperti badan kristal.
Contoh jasad amorf ialah kaca, ambar, resin tiruan, lilin, parafin, plastisin, dsb.
Ciri-ciri badan amorf
Atom dalam badan amorf bergetar di sekeliling titik yang terletak secara rawak. Oleh itu, struktur badan ini menyerupai struktur cecair. Tetapi zarah di dalamnya kurang mudah alih. Masa mereka berayun di sekitar kedudukan keseimbangan adalah lebih lama daripada dalam cecair. Lompatan atom ke kedudukan lain juga lebih jarang berlaku.
Bagaimanakah pepejal hablur berkelakuan apabila dipanaskan? Mereka mula cair pada tahap tertentu takat lebur. Dan untuk beberapa waktu mereka secara serentak dalam pepejal dan keadaan cair sehingga semua bahan cair.
Dalam badan amorf suhu tertentu tiada lebur . Apabila dipanaskan, mereka tidak cair, tetapi secara beransur-ansur melembutkan.
Letakkan sekeping plastisin berhampiran peranti pemanasan. Selepas beberapa lama ia akan menjadi lembut. Ini tidak berlaku serta-merta, tetapi dalam tempoh masa tertentu.
Oleh kerana sifat jasad amorf adalah serupa dengan sifat cecair, ia dianggap sebagai cecair supersejuk dengan kelikatan yang sangat tinggi (cecair beku). Dalam keadaan biasa mereka tidak boleh mengalir. Tetapi apabila dipanaskan, lompatan atom di dalamnya berlaku lebih kerap, kelikatan berkurangan, dan badan amorf secara beransur-ansur melembut. Semakin tinggi suhu, semakin rendah kelikatan, dan secara beransur-ansur badan amorf menjadi cecair.
Kaca biasa ialah badan amorfus pepejal. Ia diperoleh dengan mencairkan silikon oksida, soda dan kapur. Dengan memanaskan campuran hingga 1400 o C, jisim berkaca cecair diperolehi. Apabila menyejukkan kaca cair tidak memejal seperti jasad kristal, tetapi kekal sebagai cecair, kelikatannya bertambah dan kecairan berkurangan. Dalam keadaan biasa, ia kelihatan kepada kita sebagai badan yang kukuh. Tetapi sebenarnya ia adalah cecair yang mempunyai kelikatan dan kecairan yang sangat besar, sangat rendah sehingga hampir tidak dapat dibezakan oleh instrumen yang paling ultrasensitif.
Keadaan amorf bagi sesuatu bahan adalah tidak stabil. Dari masa ke masa, ia secara beransur-ansur bertukar daripada keadaan amorf kepada keadaan kristal. Proses ini dalam bahan yang berbeza lulus dengan pada kelajuan yang berbeza. Kami melihat tongkat gula-gula menjadi ditutupi dengan kristal gula. Ini tidak mengambil masa yang lama.
Dan untuk kristal terbentuk dalam kaca biasa, banyak masa mesti berlalu. Semasa penghabluran, kaca kehilangan kekuatannya, ketelusan, menjadi keruh, dan menjadi rapuh.
Isotropi jasad amorf
Dalam pepejal kristal, sifat fizikal berbeza dalam arah yang berbeza. Tetapi dalam badan amorf mereka adalah sama dalam semua arah. Fenomena ini dipanggil isotropi .
Jasad amorf mengalirkan elektrik dan haba secara sama rata ke semua arah dan membiaskan cahaya secara sama rata. Bunyi juga bergerak sama dalam jasad amorf ke semua arah.
Sifat bahan amorf digunakan dalam teknologi moden. Minat Khas menyebabkan aloi logam yang tidak mempunyai struktur kristal dan tergolong dalam pepejal amorfus. Mereka dipanggil cermin mata logam . Sifat fizikal, mekanikal, elektrik dan lain-lain mereka berbeza daripada logam biasa untuk lebih baik.
Oleh itu, dalam perubatan mereka menggunakan aloi amorf yang kekuatannya melebihi titanium. Ia digunakan untuk membuat skru atau plat yang menyambungkan tulang yang patah. Tidak seperti pengikat titanium, bahan ini secara beransur-ansur hancur dan digantikan dari semasa ke semasa oleh bahan tulang.
Aloi berkekuatan tinggi digunakan dalam pembuatan alat pemotong logam, kelengkapan, spring, dan bahagian mekanisme.
Aloi amorf dengan kebolehtelapan magnet yang tinggi telah dibangunkan di Jepun. Dengan menggunakannya dalam teras pengubah dan bukannya kepingan keluli pengubah bertekstur, kehilangan arus pusar boleh dikurangkan sebanyak 20 kali ganda.
Logam amorf mempunyai sifat unik. Mereka dipanggil bahan masa depan.
Pepejal amorfus, dalam kebanyakan sifatnya dan terutamanya dalam struktur mikronya, harus dianggap sebagai cecair yang sangat sejuk dengan pekali kelikatan yang sangat tinggi. Struktur badan tersebut hanya dicirikan oleh susunan jarak dekat dalam susunan zarah. Sesetengah bahan ini tidak mampu menghablur sama sekali: lilin, lilin pengedap, damar. Yang lain, di bawah rejim penyejukan tertentu, membentuk struktur kristal, tetapi dalam kes itu penyejukan cepat Peningkatan kelikatan menghalang susunan dalam susunan zarah. Bahan mengeras sebelum proses penghabluran berlaku. Badan sedemikian dipanggil berkaca: kaca, ais. Proses penghabluran dalam bahan sedemikian juga boleh berlaku selepas pemejalan (kekeruhan kaca). Pepejal juga dikelaskan sebagai amorfus. bahan organik: getah, kayu, kulit, plastik, bulu, kapas dan gentian sutera. Proses peralihan bahan tersebut daripada fasa cecair kepada fasa pepejal ditunjukkan dalam Rajah. - lengkung I.
Jasad amorf tidak mempunyai suhu pemejalan (lebur). Pada graf T = f(t) terdapat satu titik infleksi, yang dipanggil suhu pelembutan. Penurunan suhu membawa kepada peningkatan secara beransur-ansur dalam kelikatan. Sifat peralihan kepada keadaan pepejal, menyebabkan ketiadaan haba tentu pelakuran dalam bahan amorf. Peralihan terbalik, apabila haba dibekalkan, pelembutan licin berlaku kepada keadaan cecair.
PEPEJAL KRISTAL.
Ciri ciri struktur mikro kristal ialah periodicity spatial medan elektrik dalaman mereka dan kebolehulangan dalam susunan zarah pembentuk kristal - atom, ion dan molekul (perintah jarak jauh). Zarah silih berganti masuk dalam susunan tertentu sepanjang garis lurus, yang dipanggil garis nod. Dalam mana-mana bahagian rata hablur, dua sistem bersilang bagi garisan tersebut membentuk satu set segiempat selari yang sama sepenuhnya yang menutup satah bahagian dengan ketat, tanpa celah. Di ruang angkasa, persilangan tiga sistem bukan koplanar bagi garisan tersebut membentuk grid ruang yang membahagikan kristal kepada satu set parallelepiped yang sama sepenuhnya. Titik persilangan garis yang membentuk kekisi kristal dipanggil nod. Jarak antara nod sepanjang arah tertentu dipanggil terjemahan atau tempoh kekisi. Parallelepiped yang dibina di atas tiga terjemahan bukan coplanar dipanggil sel unit atau kekisi kebolehulangan parallelepiped. Sifat geometri yang paling penting bagi kekisi kristal ialah simetri dalam susunan zarah berkenaan dengan arah dan satah tertentu. Atas sebab ini, walaupun terdapat beberapa cara untuk memilih sel unit untuk struktur kristal tertentu, ia dipilih supaya ia sepadan dengan simetri kekisi.
Pepejal kristal boleh dibahagikan kepada dua kumpulan: kristal tunggal dan polihablur. Untuk kristal tunggal, kekisi kristal tunggal diperhatikan di seluruh badan. Dan walaupun bentuk luaran kristal tunggal dari jenis yang sama boleh berbeza, sudut antara muka yang sepadan akan sentiasa sama. Ciri ciri kristal tunggal ialah anisotropi sifat mekanikal, haba, elektrik, optik dan lain-lain.
Kristal tunggal sering dijumpai dalam keadaan semula jadi di alam semula jadi. Sebagai contoh, kebanyakan mineral adalah kristal, zamrud, delima. Pada masa ini, untuk tujuan pengeluaran, banyak kristal tunggal ditanam secara buatan daripada larutan dan cair - delima, germanium, silikon, galium arsenida.
Satu dan sama unsur kimia boleh membentuk beberapa struktur hablur yang berbeza dalam geometri. Fenomena ini dipanggil polimorfisme. Sebagai contoh, karbon - grafit dan berlian; ice five pengubahsuaian, dsb.
Bentuk luaran yang betul dan anisotropi sifat, sebagai peraturan, tidak muncul untuk badan kristal. Ini kerana pepejal kristal biasanya terdiri daripada banyak kristal kecil yang berorientasikan rawak. Pepejal sedemikian dipanggil polihabluran. Ini disebabkan oleh mekanisme penghabluran: apabila keadaan yang diperlukan untuk proses ini dicapai, pusat penghabluran muncul secara serentak di banyak tempat dalam fasa awal. Kristal yang baru lahir terletak dan berorientasikan relatif antara satu sama lain secara rawak. Atas sebab ini, pada akhir proses, kami memperoleh pepejal dalam bentuk konglomerat kristal kecil yang bersatu - kristal.
Dari sudut energetik, perbezaan antara pepejal kristal dan amorf jelas kelihatan dalam proses pemejalan dan peleburan. Jasad kristal mempunyai takat lebur - suhu apabila bahan wujud secara stabil dalam dua fasa - pepejal dan cecair (Gamb. lengkung 2). Peralihan molekul pepejal kepada cecair bermakna ia memperoleh tambahan tiga darjah kebebasan gerakan translasi. Itu. unit jisim bahan pada T pl. dalam fasa cecair mempunyai tenaga dalaman yang lebih besar daripada jisim yang sama dalam fasa pepejal. Di samping itu, jarak antara zarah berubah. Oleh itu, secara amnya, jumlah haba yang diperlukan untuk menukar jisim unit bahan kristal kepada cecair ialah:
λ = (U f -U cr) + P (V f -V cr),
di mana λ – haba tentu lebur (penghabluran), (U l -U cr) – perbezaan tenaga dalaman fasa cecair dan hablur, P – tekanan luar, (V l -V cr) – perbezaan dalam isipadu tertentu. Menurut persamaan Clapeyron-Clausius, suhu lebur bergantung pada tekanan:
Ia boleh dilihat bahawa jika (V f -V cr)> 0, maka 
> 0, iaitu Apabila tekanan meningkat, takat lebur meningkat. Jika isipadu bahan berkurangan semasa lebur (V f -V cr)<
0 (вода, висмут), то рост давления приводит
к понижению Т пл.
Badan amorf tidak mempunyai haba gabungan. Pemanasan membawa kepada peningkatan beransur-ansur dalam kadar pergerakan haba dan penurunan kelikatan. Terdapat titik infleksi pada graf proses (Gamb.), yang secara konvensional dipanggil suhu pelembutan.
SIFAT TERMA PEPEJAL
Pergerakan terma dalam hablur akibat interaksi yang kuat hanya dihadkan oleh getaran zarah berhampiran nod kekisi kristal. Amplitud ayunan ini biasanya tidak mencapai 10 -11 m, i.e. hanya 5-7% daripada tempoh kekisi sepanjang arah yang sepadan. Sifat ayunan ini sangat kompleks, kerana ia ditentukan oleh daya interaksi zarah berayun dengan semua jirannya.
Peningkatan suhu bermakna peningkatan tenaga pergerakan zarah. Ini, seterusnya, bermakna peningkatan dalam amplitud getaran zarah dan menerangkan pengembangan pepejal kristal apabila dipanaskan.
l t = l 0 (1 + αt 0),
di mana l t dan l 0 – dimensi linear badan pada suhu t 0 dan 0 0 C, α – pekali pengembangan linear. Bagi pepejal, α ialah tertib 10 -5 – 10 -6 K -1. Hasil daripada pengembangan linear, isipadu badan meningkat:
V t = V 0 (1 + βt 0),
di sini β ialah pekali pengembangan isipadu. β = 3α dalam kes pengembangan isotropik. Badan monokristalin, sebagai anisotropik, mempunyai tiga nilai α yang berbeza.
Setiap zarah yang bergetar mempunyai tiga darjah kebebasan pergerakan berayun. Memandangkan, sebagai tambahan kepada tenaga kinetik, zarah juga mempunyai tenaga berpotensi, tenaga ε = kT harus diberikan kepada satu darjah kebebasan zarah badan pepejal. Sekarang untuk tenaga dalaman tahi lalat kita akan mempunyai:
U μ = 3N A kT = 3RT,
dan untuk kapasiti haba molar:
Itu. Kapasiti haba molar bagi jasad kristal ringkas secara kimia adalah sama dan tidak bergantung pada suhu. Ini adalah undang-undang Dulong-Petit.
Seperti yang ditunjukkan oleh eksperimen, undang-undang ini dipenuhi dengan baik, bermula dari suhu bilik. Penjelasan untuk penyelewengan daripada undang-undang Dulong-Petit pada suhu rendah diberikan oleh Einstein dan Debye dalam teori kuantum kapasiti haba. Telah ditunjukkan bahawa tenaga setiap darjah kebebasan bukanlah nilai tetap, tetapi bergantung pada suhu dan kekerapan ayunan.
KRISTAL SEBENAR. KECACATAN DALAM KRISTAL
Kristal sebenar mempunyai beberapa pelanggaran struktur ideal, yang dipanggil kecacatan kristal:
a) kecacatan mata –
Kecacatan Schottky (unit yang tidak dihuni oleh zarah);
Kecacatan frenkel (anjakan zarah dari nod ke internodes);
kekotoran (atom asing yang diperkenalkan);
b) terkehel linear - tepi dan skru. Ia tempatan secara tidak teratur
sty dalam susunan zarah
disebabkan oleh ketidaklengkapan satah atom individu
atau disebabkan oleh penyelewengan dalam urutan perkembangannya;
c) satah – sempadan antara kristal, baris kehelan linear.