-------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Работа 2.8 Определение теплоемкости металлов калориметрическим методом
1. Что называется теплоемкостью вещества? Удельной теплоемкостью? Молярной теплоемкостью? Единицы измерения указанных теплоемкостей.
2. Как удельная теплоемкость вещества связана с молярной?
3. Какие вещества относятся к твердым телам? В чем отличие твердых тел от аморфных?
4. Что такое кристаллическая решетка? Узел кристаллической решетки?
5. Опишите модель атомного кристалла. Какие основные допущения лежат в основе классической теории теплоемкости одноатомных твердых тел?
6. Что такое число степеней свободы? Сколько степеней свободы имеет атом, находящийся в узле кристаллической решетки?
7. Чему, согласно классической теории теплоемкости, равна молярная теплоемкость твердого тела (докажите). Сформулируйте эмпирический закон Дюлонга и Пти. В чем недостатки этого закона?
8. Нарисуйте экспериментальные кривые зависимости молярной теплоемкости атомных кристаллов от температуры.
9. Что такое осциллятор? Чем классический осциллятор отличается от квантового осциллятора?
10. Какие недостатки лежат в основе классической теории теплоемкости? Что нового в эту теорию внес А.Эйнштейн? Дебай? Что такое температура Дебая?
11. Сформулируйте и запишите дифференциальное уравнение первого начала термодинамики. Все величины пояснить.
12. Какая термодинамическая система называется изолированной? В чем суть уравнения теплового баланса? Запишите уравнение теплового баланса.
13. Что такое калориметр?
14. У газов различают два значения теплоемкости – при постоянном объеме CV и при постоянном объеме СР, а у жидкостей и твердых тел такого различия не делают. Чем это объяснить?
Выведите рабочую формулу.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Работа 2.11 Определение коэффициента теплопроводности твердых тел
1. Что такое теплота? В каких единицах измеряется теплота?
2. Что называется удельной теплоемкостью вещества? Молярной? Единицы их измерения?
3. Поясните механизмы передачи теплоты (конвекция, теплопроводность и излучение).
4. Каков механизм теплопроводности твердых тел? Дайте понятие фононного газа. Запишите формулу коэффициента теплопроводности для твердых тел (все величины пояснить).
5. Что называется удельным потоком тепла и как он направлен? Сформулируйте и запишите закон Фурье. Что означает знак «- «в законе Фурье?
6. Как коэффициент теплопроводности газов зависит от давления? От температуры?
7. Для каких целей в данной работе используется «сухопарник»?
8. Каково назначение в данной работе калориметра?
9. Запишите рабочую формулу. Все величины поясните.
10. Какой газ лучше проводит тепло при одинаковой температуре - углекислый газ или водород? Почему?
11. Каков физический смысл градиента температуры? Как направлены друг относительно друга вектор градиента температуры и удельный поток тепла?
12. Каков физический смысл коэффициента теплопроводности газов? В каких единицах измеряется коэффициент теплопроводности?
13. Переносом какой физической величины молекулами газа обусловлено явление теплопроводности? Запишите и поясните формулу этой величины.
14. Чем обусловлен знак минус в правой части общего уравнения переноса?
15. Используя уравнение для удельного потока переносимой величины и закон Фурье для удельного потока теплоты, получите коэффициент теплопроводности для газов. В каких единицах в системе СИ измеряется коэффициент теплопроводности?
---------------------------------------------------------------------------------------------------
Работа 2.12 Снятие кривой кристаллизации гипосульфита и наблюдение переохлаждения жидкости
1. Что называется фазовыми переходами первого рода? Что такое кристаллизация, плавление?
2. Назовите основные отличительные свойства твердых тел от аморфных.
3. Нарисуйте кривую плавления и кристаллизации твердого тела. Все участки кривой пояснить.
4. Как ведут себя при нагревании аморфные тела? Какой для них вид имеет кривая нагрева (зависимость температуры от времени нагрева)? Имеется ли для аморфных тел температура плавления? Кристаллизации?
5. Каков характер движения атомов (молекул) в кристаллическом твердом теле? Что такое кристаллическая решетка? Что такое узел кристаллической решетки?
6. Какие тела характеризуются дальним порядком в расположении атомов? Какие ближним?
7. Условия кристаллизации вещества. Что такое монокристалл? Поликристалл? Почему при остывании железа из расплава образуется поликристаллическая структура?
8. Что называется скрытой теплотой плавления? Кристаллизации? Какая теплота выделяется при этих процессах? Какая поглощается? На что расходуются эти теплоты?
9.Что такое удельная скрытая теплота плавления? Что такое удельная скрытая теплота кристаллизации? Единицы их измерения.
10. Что является первопричиной образования переохлажденной жидкости? Почему в данной лабораторной работе исследуется гипосульфит, а не, например, поваренная соль?
11. Каким образом можно получить переохлажденную жидкость для любого твердого вещества? 12. Почему переохлажденное состояние жидкости является метастабильным?
13. Что такое удельная теплота плавления, удельная теплота кристаллизации?
14. Что такое анизотропия? В чем заключается основная причина анизотропии твердых тел?
15. Какие тела –монокристаллы или поликристаллы –анизотропны? Изотропны?
Работа 2.14 Определение коэффициента линейного расширения металлов
1. Какие основные положения лежат в основе молекулярно-кинетической теории строения вещества?
2. Каковы отличительные свойства твердых тел от аморфных? Что такое анизотропия? Изотропия?
3. Как устроен атом? Его заряд? Каков порядок размеров атома?
4. Нарисуйте и поясните общий вид кривой сил взаимодействия двух атомов в зависимости от расстояния между ними.
5. Нарисуйте и поясните общий вид кривой зависимости потенциальной энергии взаимодействия двух атомов в зависимости от расстояния между ними.
6. Какова причина асимметрического вида кривых зависимости силы взаимодействия двух атомов от расстояния между ними?
7. Какому соотношению между потенциальной Ер и кинетической Ек энергиями соответствуют агрегатные состояния – газ, жидкость и твердое тело?
8. Поясните (с помощью кривой зависимости потенциальной энергии от расстояния между двумя взаимодействующими атомами) следующие понятия: потенциальная кривая, потенциальная яма, дно потенциальной ямы, глубина потенциальной ямы.
9. Каков физический смысл коэффициента линейного теплового расширения? Единицы его измерения?
10. Каков физический смысл коэффициента объемного теплового расширения? Единицы его измерения?
11. Какие твердые тела – монокристаллы или поликристаллы –анизотропны? Изотропны?
12. Каким соотношением связаны между собой коэффициенты линейного и объемного расширений твердого тела для монокристалла и поликристалла?
13. Какова первопричина расширения твердых тел при их нагревании? Ответ пояснить графически.
14. В каких единицах выражаются коэффициенты линейного и объемного расширений?
