понеділок, 2 липня 2012 р.

Моделі теплоємності твердих тіл - вступ

Тепловий рух, (c) Wiki
Структуру роботи теоретика ми розглянули на дуже простому прикладі -- падінні тіл на Землю: 1, 2, 3. Подивимося тепер на більш реалістичні задачі, паралельно перемістившись у розвитку фізики на пару століть вперед.

Теплоємність. Чи більш ґрунтовна, але англійською: Heat capacity. Цитуючи Wiki, це: "фізична величина, яка визначається кількістю теплоти, яку потрібно надати тілу для підвищення його температури на один градус". Знаючи для конкретної речовини її питому теплоємність -- теплоємність на одиницю маси, і припускаючи, що вона слабо залежить від температури, (згадуємо роль моделей у фізиці), можна розраховувати, скільки енергії потрібно затратити, щоб нагріти тіло з цієї речовини від однієї температури до іншої, і навпаки -- скільки таке тіло може віддати тепла, охолоджуючись. Багато хто ще пам'ятає задачки із шкільного курсу фізики типу: "Скільки теплоти потрібно надати чайнику, щоб 1.5 літрів води нагрілися від кімнатної температури до кипіння?", які крутилися навколо формули: \[Q=c m (T_2-T_1).\]

Не зупиняючись на тому, чому теплоємність -- важливо, перейду безпосередньо до фізичного питання. Звідки можна взнати (питому) теплоємність? Можна з експерименту. Однак ця дорога нас поки мало цікавить. Вона не дасть розуміння, чому теплоємність саме така, звідки вона береться, і т.д. В цій серії нотаток подивимося, як теплоємність можна розрахувати.