ҚАТТЫ ДЕНЕЛЕРДІҢ ЖЫЛУ СЫЙЫМДЫЛЫҒЫН АНЫҚТАУ

Біратомды молекулалардың (изоляциаланған бөлшектердің) кинетикалық энергиясы идеал газдың теориясының мына формуласымен анықталатыны белгілі

мұндағы - Больцман тұрақтысы

Онда кристалл решеткасындағы (тордағы) тербеліс қозғалысы кезіндегі бөлшектің толық энергиясының орташа мәні

Қатты дененің 1 мольінің толық ішкі энергиясын біз бір моль ішіндегі бір бөлшектің орташа энергиясын бөлшектердің тәуелсіз тербелген санына немесе тұрақты Авагадро санына көбейту арқылы ала аламыз

мұндағы - универсал газ тұрақтысы, .

Қатты денелер үшін аз коэффициенттің зерттелуі жылусиымдылықтың тұрақты қысым кезінде жылулық кеңейтілуі негізінде айырмашылықтары болмайды. Сондықтан, (1) ескере отырып, қатты дененің молярлық жылу сыйымдылығы

(2)

Молярлық газ тұрақтысының сандық мәнін қоя отырып, мынаны аламыз:

Бұл теңдеу Дюлонг және Пти заңы деп аталады. Ол көптеген заттар үшін бөлме температурасындағы мәнге жуық болып келеді. Температура нольге ұмтылу кезінде , яғни температура төмендеген сайын барлық қатты денелердің жылу сыйымдылықтары азаяды. Абсолют нольдің жанында барлық денелердің молярлық жылу сыйымдылықтары -ке пропорционал және (2) теңдеу тек жеткілікті деңгейдегі әр заттың температурасына сипатталатындай орындалады. Бұл қатты денелердің жылу сыйымдылықтарының негіздері төменгі температурада Эйнштейн мен Дебай құрған кванттық теорияның жылу сыйымдылығы көмегімен түсіндіріледі.

Жылу сыйымдылықты экспериментальды түрде анықтау үшін зерттеліп отырған дене электр тогымен қыздырылатын каллориметрге сыяды. Егер каллориметр температурасын зерттелініп отырған үлгімен өте ақырын бастапқы -ден -ға көтерсек, онда электрлік токтың энергиясы каллориметр мен үлгінің қыздыруына кетеді:

(3)

мұндағы - ток пен қыздырғыш кернеуі.

- қыздырғыштың уақыты.

- қарастырылып отырған үлгінің және каллориметрдің массалары.

- қарастырылып отырған үлгі және каллориметрдің меншікті жылу

сыйымдылықтары.

жоғалтқан жылуы.

(3) теңдеуден жылу мөлшерін есептеу үшін каллориметрдің жылуына есептелген және қоршаған ортаға кеткен жылу мөлшері де есепке алынған. Жылудың жұтылуы екі жағдайда да бірдей және аз шамада болады, егер каллориметрдің сақтандырғыш кожухының екі жағдайда да бірдей тұрақты және бөлме температурасына тең тең болса, яғни

(4)

(3) және (4) теңдеуінен мынаны аламыз:

(5) теңдеуде қарастырылып отырған заттың материалының меншікті жылу сыйымдылығын экспериметті түрде анықтау үшін пайдалана алады. Каллориметрдің температурасын өзгерте отырып, тәуелділік графигін салу керек. Қарастырып отырған заттың температурасының өзгеруіне қарай жылудың уақытқа байланысты өзгеруі , мұның бұрыштық коэффициенті арқылы заттың меншікті жылу сыйымдылығын анықтауға болады.