Bog'liq Samarqand davlat universiteti fizika fakulteti qattiq jismlar fi
3. Qattiq jismlarning issiqdan kengayishi Uy temperaturasida (Т300К) qattiq jismning issiqlik sig`imini klassiq usulda hisoblash mumkin. 200 оС ga yaqin temperaturalarda esa, issiqlik sig`imini kvant nazariyasi asosida hisoblash kerak bo`ladi. Qattiq jismlar issiqlik sig`imi kvant nazariyasining asoslarini Eynshteyn qurib bergan edi. So`ng Debay panjarani tashkil qiluvchi zarralarning past temperaturalardagi o`zaro ta`siri katta rol o`ynashini e`tiborga oldi. Juda past temperaturalarda qattiq jismlarning issiqlik sig`imi absolyut temperaturaning uchinchi darajasiga proporsional bo`lib o`zgaradi.
Rus fizigi L.I.Mandelshtam kristallarda elastik issiqlik to`lqinlarining mavjud bo`lishi kristalldan sochiluvchi yorug`likning xarakteriga ta`sir qilishi mumkinligini ko`rsatdi. Bu hodisani rus fizigi YE.F.Gross tajribada kuzatdi va qattiq jismlarda elastik issiqlik tebranishlarning mavjud bo`lishini tajribalar asosida tasdiqladi.
Agar modda eriganda uning hajmi kattalashadigan bo`lsa, bosim ortishi bilan erish temperaturasi ham ko`tariladi: erigan modda bosim ortishi bilan yana qotib qolishi mumkin.
Agar modda erigan vaqtida uning hajmi kichrayadigan bo`lsa (suv, vismut, sur`ma va ba`zi boshqa moddalar), bosim ortishi bilan erish temperaturasi pasayadi; qotgan jism bosim ortishi bilan yana suyulib qolishi mumkin.
Qattiq holatdan suyuq holatga o`tish prosess energiya sarflash bilan bog`liq; boshqacha aytganda, berilgan qattiq jism massani shu temperaturadagi suyuq holatga o`tkazish uchun, jismga ma`lum miqdorda issiqlik berish kerak bo`ladi. Bu erish issiqlik deyiladi. Suyuqlik qotgan vaqtda bu energiya issiqlik shaklida ajralib chiqadi. Erish issiqligi turli moddalar uchun turlichadir. Masalan, suv uchun u 80kal/g ga , simob uchun esa atigi 2,75kal/g ga teng.
Erish temperaturasi berilgan moddaning tozaligiga juda ham bog`liqdir. Ba`zan ozgina miqdorda boshqa bir moddaning qo`shilishi erish temperaturasining sezilarli darajada pasaytirishi mumkin. Qattiq jismlar ham suyuqliklar kabi, har qanday temperaturada ozmi-ko`pmi bug`lanib, shu moddaning bug`ini hosil qiladi.
Suyuqlikni berk idishda sovitamiz, suyuqlik ustida esa faqat to`yingan bug` bo`lsin. Temperatura pasaygan sari, bug`larning bosimi ham kamayadi; bu bosimning temperaturaga qarab o`zgarishining grafigi (1.1-rasm)dagi CD chiziq orqali tasvirlangan.
To`yingan bug` bosimi ostidagi suyuqlikning qotishi temperaturasiga D nuqta to`g`ri keladi. D nuqtaga yetgach, sistemadan issiqlik olish davom ettirilgani holda, suyuqlik qattiq holatga o`ta boshlaydi, shuning bilan birga, suyuqlikning hammasi qattiq holatga o`tguncha, temperatura o`zgarmaydi.
24.1-rasm Uchlik nuqta
1-qattiq faza; 2-suyuq faza; 3-gazsimon faza
Bu vaqt ichida to`yingan bug`larning bosimi ham o`zgarmaydi va u D-nuqtaning ordinatasiga teng bo`ladi. Butun suyuqlik qattiq holatga o`tgach, qattiq jism ustidan to`yingan bug` ilgarigidek mavjud bo`ladi. Qattiq jismni sovitish davom ettirilsa, to`yingan bug`larning bosimi ham pasaya boshlaydi, lekin bu pasayish yangi DG chiziq bo`yicha boradi.
S`Hunday qilib D nuqtada ikkita chiziq uchrashadi, qattiq holatdagi berilgan modda ustidagi to`yingan bug` bosimning temperaturaga bog`liqligini tasvirlovchi GD egri chiziq bilan suyuq holatdagi o`sha modda ustidagi to`yingan bug` bosimining temperaturaga bog`liqligini ko`rsatuvchi CD chiziq uchrashadi. D nuqtaning absissasiga to`g`ri keluvchi temperaturadan past temperaturalarda bug` faqat qattiq jism bilangina muvozanatda bo`lishi mumkin; bu temperaturadan yuqori temperaturada esa bug` faqat suyuqlik bilan muvozanatda bo`la oladi. D nuqtaning o`zida moddaning uch holati qattiq, suyuq va ular ustida to`yingan bug` yoki boshqacha aytganda, uchala fazasi muvozanatda bo`ladi. Shuning uchun D-nuqta uchlik nuqta deyiladi.
Masalan suv uchlik nuqtada (0,00748 оС da) Р0=4,58 mm Нg bosimli to`yingan bug`ga ega bo`ladi; 1оС da muz ustidagi to`yingan bug`ning elastikligi 4,22 mm Нg va 10 оС da 1,95 mm Нg bo`ladi.
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.
Texnikada deyarli hamisha polikristall materiallar qo‘llaniladi. Shuning uchun o‘quvchilarning qattiq jismlarning xossalari haqidagi bilimlarini shakllantirishdagi navbatdagi bosqichning vazifasi materiallar kristallardagi noelastik defor-matsiyalanishlarning o‘ziga xos xususiyatlari bilan tanishtirishdir. Bu esa metallarga ishlov berishda ularning tuzilishini o‘zgarishi bilan bog‘liq bo‘lgan ba’zi bir usullarning fizik asoslarini aniqlashga imkon beradi. Darsda bayon qilishni quyidagi savol bilan boshlash mumkin: Nima uchun ayni bir moddaning polikristallari odatda xuddi o‘sha moddaning monokristallariga qaraganda kamroq noelastik bo‘ladi? Misol tariqasida, hatto tugun solib bog‘lash mumkin bo‘lgan darajada noelastik bo‘lgan qalay monokristallari hamda noelastikligi 40 % dan ortmaydigan polikristall qalay haqida so‘zlab beriladi.
Polikristallardagi noelastik deformatsiyalar mexanizmini bilish metallning mustahkamlanish qobiliyati kabi muhim xususiyatining sababini tushinib olishga imkon beradi. Parchinlash, ya’ni metallni sovuq ishlov berib mustahkamlash bilan o‘quvchilar maktab ustaxonasidagi ishlarda tanishganlar. Fizika darslarida mustahkamlanishni noelastik deformatsiyalash jarayonida metalldagi dislokatsiyalar soni ortishi, kristall panjaraning buzilishi hamda metall zarralarining maydalanishi bilan tushuntirish mumkin. Buning natijasida dislokatsiyalarning siljuvchanligi kamayadi va noelastik deformatsiyalanish qiyinlashadi. Darsda qattiq jismning mustahkamligini qarab chiqa turib, jismning buzilishi uchun unda kattaligi atomlararo o‘zaro ta’sir kuchlari bilan aniqlanuvchi, chegaraviy mustahkamlikka mos keluvchi kuchlanish hosil qilinishi lozim ekanligini eslash foydalidir
