мическая связь - гомеополярная, обусловлена квантово-механическим взаимодействием. Основные свойства валентных кристаллов - высокие температуры плавления и теплоты сублимации, высокая механическая прочность (твердость), малая электропроводность в чистых образцах.
г) Молекулярные кристаллы (Аг, СН4 , парафин, многие твердые органические соединения). Связь между молекулами определяется силами Ван-дер-Ваальса. Основные свойства - низкие точки плавления и кипения, плотная упаковка молекулярных кристаллов. Инертные газы, превращаясь в твердое тело, образуют плотно упакованную кубическую структуру.
д) Кристаллы с водородными связями (лед, HF и др.). В этих кристаллах атом водорода отдает свой электрон одному из атомов молекулы. Водородная связь осуществляется между белковыми молекулами и играет большую роль в процессе полимеризации.
Тепловое расширение твердых тел - увеличение линейных размеров и объема с увеличением температуры тел, характеризуемое относительным удлинением или относительным увеличением объема
А/ AV ,
ai=-, К ; crv=-, К ,
/АТ VAT
происходящим при нагревании тела на один градус, так что длина и объем изменяются по законам:
l=l0(\+s,AT); V=V0(l+syAT).
Тепловое расширение твердого тела связано с увеличением амплитуды колебаний молекул тела.
Теплопроводность твердых тел состоит в передаче энергии в форме теплоты в неравномерно нагретом твердом теле. Явление теплопроводности возникает при наличии градиента температуры, для одномерного случая (передача тепла в стержне) описывается уравнением Фурье:
dT
dQ = -K-dSdt,
dx
где dQ - количество теплоты, переносимое за время dt через площадку dS в направлении нормали х к этой площадке, dT/dx - градиент температуры, К - коэффициент теплопроводности, численно равный количеству теплоты, переносимому через единицу поверхности за единицу времени, при градиенте температуры, равном единице.
Удельная теплоемкость твердых тел есть количество тепла, которое нужно затратить на повышение на один градус температуры 1 кг массы тела. Теплоемкость любого тела стремится к нулю при приближении к абсолютному нулю температуры.
Фазовые превращения твердых тел.
При нагревании твердого тела подводимая к нему энергия расходуется на увеличение запаса внутренней энергии кристалла (кинетической энергии тепловых колебаний и потенциальной энергии взаимодействия частиц). Сильное нагревание может привести к переходу вещества из кристаллической фазы в жидкую (плавление) или газообразную (сублимацию, возгонка), когда отталкивание молекул из-за увеличения амплитуды колебаний превышает силы их межмолекулярного взаимодействия.
Плавление начинается при определенной температуре, называемой температурой плавления. Процесс плавления происходит при постоянной для данного давления температуре.
Удельная теплота плавления - количество теплоты, которое необходимо подвести к единице массы твердого тела при постоянной температуре плавления.
При охлаждении жидкостей до некоторой температуры, называемой температурой кристаллизации (затвердевания) жидкости, начинается переход вещества из жидкого в твердое кристаллическое состояние (кристаллизация). Кристаллизация связана с выделением количества теплоты, равного теплоте плавления. Температура кристаллизации совпадает с температурой плавления.
Для начала кристаллизации необходимо, чтобы в жидкости имелись центры кристаллизации (посторонние примеси, пылинки, пузырьки газа, местные сгущения). В этих местах в первую очередь возникает правильное взаимное расположение частиц и начинается образование твердой фазы.
Если в жидкости отсутствуют центры кристаллизации и от нее достаточно медленно и равномерно отводится теплота, то жидкость может быть охлаждена до более низкой температуры, чем температура кристаллизации (переохлажденная жидкость). Это состояние жидкости является нестабильным и легко нарушается при небольшом воздействии, например при встряхивании.
Испарение твердых тел (сублимация), происходящее при любой температуре, сопровождается поглощением теплоты испарения, затрачиваемой на преодоление сил связи молекулы с остальным кристаллом.
Сорбция - поглощение вещества твердым телом или жидкостью, если поверхностью, то это адсорбция, если всем объемом, то это абсорбция. Адсорбируемое вещество называется адсорбатом, тело, образующее поглощающую поверхность - адсорбентом. Выделение ранее поглощенного вещества есть десорбция.
Физической адсорбцией является адсорбция, при которой частицы адсорбата сохраняют свои индивидуальные свойства, при химической адсорбции (хеми-сорбции) молекулы адсорбата образуют химическое соединение с адсорбентом. Физическая адсорбция протекает быстро, химическая при низких температурах медленно, но с повышением температуры скорость растет. Процесс адсорбции сопровождается выделением тепла.
Упругие свойства твердых тел
Деформацией твердого тела называются изменения его размеров и объема, сопровождающиеся изменением формы тела. Деформации вызываются изменением температуры или внешними силовыми воздействиями. При деформации
