Issiqlik sig‘imi nima

Issiqlik sig‘imi
C=δQdT
O‘lchamlik L2MT −2Θ−1
O‘lchov birliklari
SI J/K
SGS erg/K
Izohlar
Skalyar kattalik

Issiqlik sig‘imi — issiqlik miqdori bo‘lib, jism qizdirilganda (sovitilganda) uning harorati 1 kelvinga o‘zgarganida shu miqdordagi issiqlik yutiladi (ajraladi). Aniqroq aytganda, issiqlik sig‘imi — fizik kattalik bo‘lib, u yutilgan yoki ajratilgan issiqlik miqdori δQ ning termodinamik tizimning cheksiz kichik o‘zgarishdagi harorati T o‘zgarishi kattaligiga nisbatini bildiradi: dT:

C=δQdT.

Issiqlikning kichik miqdori δQ (dQ emas) bilan belgilanadi. Bu issiqlik miqdori differensial, ya’ni holat parametrining o‘zgarishi (masalan, dT kabi) emas, balki jarayon funksiyasi ekanini ko‘rsatadi. Demak, issiqlik sig‘imi termodinamik tizimning ikki holati orasidagi o‘tish jarayonini tavsiflaydi. U jarayonning qanday yo‘l bilan o‘tishiga (masalan, doimiy hajmda yoki doimiy bosimda kechishiga), shuningdek, qizdirish yoki sovitish usuliga (kvazistatik yoki nostatik jarayon ekaniga) bog‘liq. Amalda issiqlik sig‘imini aniqlashdagi noaniqlik kvazistatik jarayonning yo‘lini tanlash va qat’iy belgilash orqali bartaraf etiladi (odatda jarayon atmosfera bosimiga teng doimiy bosimda borishi ko‘rsatiladi). Jarayon bir qiymatli tanlanganda, issiqlik sig‘imi holat parametriga hamda moddaning termofizik xossasiga aylanadi; bu modda termodinamik tizimni tashkil etadi.


Solishtirma, molyar va hajmiy issiqlik sig‘imlari

Jismning massasi qancha katta bo‘lsa, uni qizdirish uchun shuncha ko‘p issiqlik talab etilishi ravshan. Shuning uchun jismning issiqlik sig‘imi uning tarkibidagi modda miqdoriga mutanosib. Modda miqdori massa yoki mol soni bilan ifodalanishi mumkin. Shu sababli solishtirma issiqlik sig‘imi (jismning birlik massasiga to‘g‘ri keladigan issiqlik sig‘imi) tushunchasidan foydalanish qulay:

c=Cm

va molyar issiqlik sig‘imi (moddaning bir moliga to‘g‘ri keladigan issiqlik sig‘imi) tushunchalaridan foydalaniladi:

Cμ=Cν,

bu yerda ν=mμ — jismdagi modda miqdori; m — jism massasi; μ — molyar massa. Molyar va solishtirma issiqlik sig‘imlari quyidagi munosabat bilan bog‘langan: Cμ=cμ.

Hajmiy issiqlik sig‘imi (jismning birlik hajmiga to‘g‘ri keladigan issiqlik sig‘imi):

C′=CV.

Turli jarayonlar va moddaning turli holatlarida issiqlik sig‘imi

Issiqlik sig‘imi tushunchasi moddalarning turli agregat holatlari (qattiq jismlar, suyuqliklar, gazlar), shuningdek, zarralar va kvazizarralar ansambllariga ham tatbiq etiladi (masalan, metallar fizikasida elektron gazining issiqlik sig‘imi haqida so‘z yuritiladi).

Ideal gazning issiqlik sig‘imi

O‘zaro ta’sirlashmaydigan zarralar tizimining (masalan, ideal gazning) issiqlik sig‘imi zarralarning erkinlik darajalari soniga bog‘liq.

Doimiy hajmdagi molyar issiqlik sig‘imi:

CV=dUdT=i2R,

bu yerda R ≈ 8,31 J/(mol·K) — universal gaz doimiysi, i — molekulaning erkinlik darajalari soni.

Doimiy bosimdagi molyar issiqlik sig‘imi quyidagi CV Mayer munosabati orqali aniqlanadi:

CP=CV+R=i+22R.

Kristallarning issiqlik sig‘imi

Qattiq jismning issiqlik sig‘imini tavsiflovchi Debay va Eynshteyn modellarining taqqoslanishi

Qattiq jismlarning issiqlik sig‘imini tushuntiruvchi bir nechta nazariya mavjud:

Haroratga bog‘liqligi

Harorat oshishi bilan kristallarning issiqlik sig‘imi ortadi, suyuqliklar va gazlarda esa deyarli o‘zgarmaydi.

Fazaviy o‘tish paytida issiqlik sig‘imi sakrab o‘zgaradi. Fazaviy o‘tish nuqtasiga yaqin joyda issiqlik sig‘imi cheksizlikka intiladi, chunki issiqlik miqdori o‘zgarganda ham fazaviy o‘tish harorati o‘zgarmas bo‘lib qoladi.

Turli bosimlarda suvning solishtirma issiqlik sig‘imi. Qora rang bilan H2O ning atmosfera bosimiga yaqin bosimdagi issiqlik sig‘imi ko‘rsatilgan. Suyuq suvda (0−100oC) eng katta issiqlik sig‘imi kuzatiladi, uning o‘rtacha qiymati 4200 J/(kg*K) ga teng.

Adabiyotlar