Samarqand davlat universiteti fizika fakulteti qattiq jismlar fizikasi kafedrasi

Bir jismdan boshqa jismga ish bajarmasdan, o`z-o`zidan issiqlik еnergiyasining o`tish jarayoni issiqlik almashinuvi yoki issiqlik uzatish deyiladi.
Issikdik uzatishda ichki еnergiya o`zgarishiga teng bo`lgan, jism olgan yoki yo`qotgan (uzatgan) еnergiya issiqlik miqdori deb ataladi. Jismning massasi qancha kichik bo`lsa, shuncha kam, aksincha massa qancha katta bo`lsa, shuncha ko`p issiqlik miqdori zarur bo`ladi. Issiqlik mikdori SI o`lchov birliklari sistemasida «Joul’»da o`lchanadi. Texnik o`lchov sistemasida issiqlik miqdori «kaloriya»da o`lchangan. «Kaloriya»dan «Joul»ga quyidagi munosabat orqali o`tiladi:
1 kal = 4, 18J; 1 kkal = 4, 18kJ.
Har xil massali bir xil jismlarni yoki bir xil massali turli xil jismlarni isitishda turlicha miqdordagi issiqlik miqdori kerak bo`ladi. Bir kilogramm massali turli xil jismlarni 1 Kelvin isitish uchun turlicha miqdorda issiqlik еnergiyasi kerak bo`ladi.
1 kg moddaning temperaturasini I K ga orttirish uchun zarur bo`lgan issiqlik miqdorini tavsiflovchi fizik kattalik shu moddaning solishtirma issiqlik sig`imi deyiladi.
Solishtirma issikdik sig`imi SI o`lchov birliklari sistemasida 1 J/kg·K bilan o`lchanadi. Yuqoridagi fikrlardan 1 kg temirning temperaturasini I K ga orttirish uchun 460 J issiqlik kerak bo`lsa, 20 kg uchun 9200 J issiqlik miqdori kerak bo`lishi kelib chiqadi.
Jismlarni isitish uchun zarur bo`lgan yoki ular soviganida yo`qotilgan issiqlik miqdori jismning massasi, solishtirma issiklik sig`imi va temperaturalari farqi bilan quyidagicha bog`langan:
Q = cm(T₂-T_l), (1)
bunda: Q — jism olgan (bergan) issiqlik miqdori, J; m — jism massasi, kg; c — jismning solishtirma issiqlik sig`imi, J/kg·K; ΔT=T<sub>2</sub> – T<sub>1</sub> – oxirgi va boshlang`ich holatlardagi temperaturalar farqi.
Moddalarning solishtirma issiqlik sig`imlari kalorimetr asbobi yordamida aniqlanadi. Buning uchun kalorimetr ichki idishi, aralashtirgich va kalorimetrga quyilgan modda(suv)ning massalari o`lchash aniqligi yuqori bo`lgan tarozida tortib aniqlanadi.
Demak, noma`lum jismning issiqlik sig`imini (1)dan foydalanib, ayrim o`lchov natijalari asosida hisoblash mumkin еkan. Buning uchun kalorimetr massasi m_k, kalorimetrga quyilgan suvning massasi m_s va temperaturasi T_s, o`rganilayotgan qizdirilgan qattiq jismning temperaturasi T<sub>j</sub> va massasi m hamda aralashma (suv va qizdirilgan qattiq jism) temperaturasi T<sub>m</sub> deb belgilab olinadi. U holda (1) ifodani laboratoriya ishini bajarish shartiga mos quyidagi shaklda yozish mumkin:
Q= c<sub>j</sub>·m(T<sub>j</sub> – T<sub>m</sub>), (2)
bunda c<sub>j</sub> — o`rganilayotgan jismning solishtirma issiqlik sig`imi. Ma`lumki, kalorimetrga qizdirilgan qattiq jism tushirilganidan so`ng, kalorimetrga va undagi suvga issiqlikning uzatilishi muvozanat holati o`rnatilguncha davom еtadi. Bunda kalorimetr va undagi suvning temperaturasi T_m gacha ko`tariladi. Ularning olgan issiqlik miqdorlari, mos ravishda, quyidagicha ifodalanadi:
Q<sub>k</sub> = c<sub>k</sub>m<sub>k</sub>(T<sub>m</sub> – T<sub>k</sub>) va Q<sub>c</sub>=c<sub>s</sub>m<sub>s</sub>(T<sub>m</sub> -T<sub>s</sub>). (3)
Еnergiyaning saqdanish va aylanish qonunidan kelib chiqqan holda o`rganilayotgan moddaning solishtirma issiqlik sig`imini yuqoridagilar asosida
₍₄₎
shaklda ifodalash mumkin.

Bu xulosa empirik yo`l bilan aniqlangan Joul va Kopp qonuniga mos keladi. Bu qonunga ko`ra, qattiq holatdagi birikmalarning molyar issiqlik sig`imi bu birikmalar tarkibiga kiruvchi elementlar atom issiqlik sig`imlarning yig`indisiga teng. Temperatura absolyut nolga intilganda barcha qattiq jismlarning issiqlik sig`imi nolga intiladi. Qattiq jism issiqlik sig`imining juda past temperaturalarda o`zgarish faqat kvant mexanikasi asosidagina tushuntirilishi mumkin.