Расчеты и выводы: Контрольные вопросы:

1. Содержание эмпирического закона Дюлонга-Пти и проблемы его столкновения.

2. В чем принципиальное отличие дискретного и непрерывного энергетических спектров для материальных частиц: классическое приближение Больцмана и теория Планка-Эйнштейна?

3. Калориметрический способ определения удельной теплоемкости: его достоинства, систематические и случайные погрешности. Как снизить влияние погрешности на величину искомой характеристики?

4. Проведите оценку массы воды в калориметре, чтоб погрешность определения удельной теплоемкости свинца не превышала 3%, если известно, что свинцовые отливки имеют массу по 220 г, цена деления у термометра 0,5^оС; точность взвешивания гарантируется, влиянием калориметра на процессы, протекающие в нем, можно пренебречь.

5. Почему так важно и трудно избавиться от конденсата в ходе эксперимента?

6. Можно ли по зависимости ln T от t, построенной на основе эксперимента, сделать какие-либо выводы относительно:

– функциональной зависимости Т(t);

- постоянства функциональной зависимости теплоемкости, остывающего металла.

7. Решить задачи: 16.7, 16.8 (п/р М.С. Цедрик).

Литература.

1. Д.В. Сивухин. Общий курс физики, т.2. М. 1975, §§ 127, 128.

2. В.Ф. Яковлев. Курс физики (теплота и молекулярная физика) М., “Просвещение”, 1976 г, §§ 94 - 97.

3. А.К. Кикоин, И.К. Кикоин. Молекулярная физика. М., “Наука”, 1976 г., §§ 129 - 134.

4. Р.В. Телеснин. Молекулярная физика. М., “Высшая школа”, 1973 г., §§ 135, 136.

5. Е.А. Штрауф, Молекулярная физика; М.-Л. 1949; стр. 502 – 511.

Диаграмма плавкости металлов и их сплавов

Цель работы: экспериментально получить диаграмму плавкости заданного материала: однокомпонентного олова (Sn) или сплава Sn – Pb, имеющего эвтектический или близкой к нему состав. По полученной диаграмме определить температуру плавления-кристаллизации и оценить молярную и удельную теплоту плавления

Теоретическое введение

Под диаграммой плавкости принято считать ту графическую зависимость, которая отражает изменение температуры исследуемого материала от времени, если имеет место его нагревание или охлаждение, сопровождающиеся соответственно плавлением или кристаллизацией.

Т радиционно такую диаграмму изображают в виде:

Однако реальная диаграмма плавкости исследуемого вещества или сплава веществ может содержать элементы, существенно отличающие ее от того, что представлено на рисунке 1.

§1. Диаграммы состояний и плавкости однокомпонентных систем.

Диаграммой состояний принято считать геометрическое изображение равновесных состояний термодинамической системы при различных значениях параметров, определяющих эти состояния.

На рисунке 2 в координатах интенсивных параметров Р и Т представлены возможные состояния однокомпонентной системы.

В настоящей работе нас интересуют те зависимости, которые определяют характер диаграммы плавкости. Это линии ТL и TL^’. В соответствии с диаграммой состояний (рис.2) плавление-кристаллизация при заданном внешнем давлении происходят при определенной температуре. И если есть отклонения от этого правила, то они наблюдаются, как состояния переохлажденной жидкости, в процессе теплоотвода от исследуемого материала. На рис.2 эти состояния обозначены штрих- пунктирными линиями в область твердого состояния.

Калорические коэффициенты для некоторых веществ.

Таблица 1.

Хар-ки В-во	СТТ	Сm	Сж	ТплоС	lпл	Р=1 атм. ТкипоС	lкип
Н2О Hg200,6 Pb207,2 Sn106,7 Al270 Ag108 Au197 Cu63,6 Fe55,8 Bi209	2090 139 123 280 896 235 130 395 450 130	37,5 28,0 26,9 23,7 24,3 23,5 22,3 25,1 25,9 27,2	4187 138 163 243 1090 290 142	0оС -39,9 327,5 232 660 1235 1064 1085 1536 271	3,35×105 1,25×104 2,3×104 6,07×104 3,22×105 1,05×105 6,62×104 2,13×105 2,77×105	100оС 357 1740 2270 2327 2807 2212 2567 2750 1627	2,26×106 2,92×105 8,60×105 3,014×106 9,21×106 1,66×106 - 4,80×106 6,300×106 8,56×105

Р исунок 3: представлена зависимость температуры от времени Т(t) при охлаждении однокомпонентной системы, кристаллизующейся с переохлаждением.

Диаграммы плавкости (кристаллизации) с переохлаждением имеют, как правило, многоатомные вещества с многовидовым характером взаимодействия молекул (к примеру, это характерно для воды при фазовом переходе жидкость – лед I).

*На диаграмме плавкости при нагревании твердого тела перегрев, как правило, не наблюдается. Диаграмма будет такой, что изображена на рис. 1(а).