Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Учебник 204.docx
Скачиваний:
16
Добавлен:
30.04.2022
Размер:
426.2 Кб
Скачать

13.11. Неправильный выбор модели твёрдого тела при высоких температурах

Очевидно, что авторы [8] при низких температурах твёрдое тело представляют как совокупность звуковых волн, распространяющихся в объёме твёрдого тела со скоростью , а при высоких температурах как совокупность линейных осцилляторов, колеблющихся с различными частотами. Авторов нисколько не смущает то обстоятельство, что природа плоской упругой волны и линейного осциллятора совершенно различна: плоской упругой волне следует приписать шесть степеней свободы, а линейному осциллятору только две. Исключение авторами возможности распространения упругих волн в твёрдых телах при высоких температурах является явно надуманным и, следовательно, выбранная ими модель твёрдого тела при высоких температурах является неправильной. Очевидно, что и при высоких температурах авторы имеют дело также с упругими волнами. Добавление в (13.1) члена , характеризующего свободную энергию нулевых колебаний всех частиц твёрдого тела, является незаконным, так как получить его с помощью выбранной авторами низкотемпературной модели невозможно. Поэтому в дальнейшем при нахождении термодинамических характеристик твёрдого тела при низких и высоких температурах этот член должен быть отброшен.

13.12. Учёт конечной максимальной частоты колебаний

Следуя Дебаю, авторы [8] далее предполагают, что спектр колебаний в твёрдом теле, начинаясь с , обрывается на некоторой частоте . Последняя определяется из условия равенства полного числа колебаний значению

(13.32)

Откуда

. (13.33)

Затем авторы также вводят характеристическую температуру (температуру Дебая)

. (13.34)

Таким образом, распределение частот в (13.13) принимает следующий вид

(13.35)

13.13. Термодинамические характеристики твёрдого тела с учётом конечной максимальной частоты колебаний

Далее авторы переходят в (13.1) от суммы к интегралу и получают

(13.36)

В (13.25) вводят новую переменную интегрирования

(13.37)

Интегрируя по частям, получают

, (13.38)

где , а - функция Дебая

. (13.39)

Для внутренней энергии авторы получают, учитывая, что

, (13.40)

а для теплоёмкости

C (13.41)

Энтропию (авторами она не найдена) можно найти с учётом того, что

. (13.42)

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]