第四章 热学性能测试.ppt

文档介绍：第四章热学性能及测试方法
第一节热容
一、基本概念
因为
,
代入得
恒容热容
恒压热容
热容
摩尔热容
热容是质点热运动的的能量随温度变化的一个物理量,是物体温度升高1K所需要增加的热量。
:体膨胀系数
V0:摩尔容积
:压缩系数
对于物质的凝聚态,Cp、Cv相差很小,但高温时有较大的差别。
二、固体热容理论
1) 杜隆-珀替定律
固体中原子有三个自由度,每个自由度平均能量为
单个原子能量为
恒容热容
其中KB为波尔兹曼常数
硅、锗的摩尔热容
理论过于简单,不能解释低温下热容减小的现象。
2) 爱因斯坦理论:
其中
为爱因斯坦特征温度
当T << E时,
当T>>E时,
爱因斯坦模型与实验值的比较
每个原子都是独立的振子,原子之间彼此无关,每个振子振动的角频率相同。
3) 德拜理论
当T<<D时,
德拜模型与实验值比较
考虑了晶体中原子的相互作用,认为晶体对热容的贡献主要是弹性波的振动,每个谐振子的频率不同,频率范围从0到m。
当T>>D时,
(杜隆-珀替定律)
三、热容的测量
1) 量热计法
电加热法
2) 撒克司法
a) 原理及设备
测量样品与参比物的温差与温度的关系
四、热分析方法及其应用
1) 普通热分析:测量温度随时间的变化
2) 差热分析(DTA)
b) 差热分析曲线
热电偶:DTA的关键元件
测量池:包括试样池和参比池
温控系统:在较大范围内实行线性升温
放大装置:将热电偶产生的电流放大
记录仪:
气体保护系统:氮气或氩气体系
c) 差热分析仪
d) 注意要点
升温的线性和速度
参比物的选择
样品的预处理