Локтионов И.К., Терехов С.В., Ткач В.И.
Теплоемкости вакансионной и корпускулярной подсистем конденсированной среды
Heat capacity vacancies and corpuscular subsystems of the condensed environment
| УДК: |
536.6 |
| Аннотация: |
Предложен термодинамический подход к вычислению теплоемкости при постоянном давлении термодинамической системы в рамках модели с малым числом ограничений, накладываемых на микроскопические параметры корпускул и вакансий. Получено выражение для свободной энергии Гельмгольца и установлены термодинамические соотношения для микроскопических параметров компонентов. Найдены выражения для теплоемкостей корпускулярной и вакансионной подсистем конденсированной среды с фиксированным числом частиц, проведены численные расчеты указанных величин для различных систем. Показано, что характер изменения теплоемкости с температурой существенно зависит от температурной зависимости теплоты, рассчитанной на одну «частицу», а также от величины и знака параметров, входящих в нее. |
Ключевые
слова: |
конденсированная среда, вакансия, энергия Гельмгольца, энтропия, внутренняя энергия, теплоемкость, температура |
| Abstracts: |
A thermodynamic approach is proposed for heat capacity calculation under constant pressure for the thermodynamic system based on a model with the small number of limitations constrained on the microscopic parameters of particles and vacancies. An expression for the Helmholtz free energy and the thermodynamics correlations for the microparameters of the components were obtained. We found expressions for the heat capacities of the particle and vacancy subsystems of the condensed medium with the fixed number of particles, as well performed the numerical calculations of these quantities for the different systems. It has been shown that the temperature behavior of heat capacity essentially depends on the temperature dependence of the heat calculated per one «particle» as well as on the values and signs of the parameters involved. |
| Keywords: |
condensed medium, vacancy, energy of Helmholtz, entropy, internal energy, heat capacity, temperature |
Авторы статьи:
ЛОКТИОНОВ
Игорь Константинович
lok_ig@mail.ru |
старший преподаватель, Донецкий национальный технический университет, кафедра высшей математики им. В.В.Пака |
ТЕРЕХОВ
Сергей Владимирович
svlter@yandex.ru |
доктор физико-математических наук, доцент, ведущий научный сотрудник, ГУ «Донецкий физико-технический институт им. А.А.Галкина» |
ТКАЧ
Виктор Иванович |
доктор физико-математических наук, профессор, ведущий научный сотрудник, ГУ «Донецкий физико-технический институт им. А.А.Галкина» |
Список литературы:
| 1. |
Chen H.S., Turnbull D. Thermal Properties of Gold-Silicon Binary Alloy near the Eutectic Composition // Journal of Applied Physics. 1967. V. 38, № 9. P. 3646-3650. |
| 2. |
Мазурин О.В. Стеклование и стабилизация неорганических стекол. Л.: «Наука». 1978. 62 с. |
| 3. |
Тропин Т.В., Шмельцер Ю.В.П., Аксёнов В.Л. Современные аспекты кинетической теории стеклования // УФН, 2016. Т. 186. № 1. С. 47-73. |
| 4. |
Ринкевич А.Б., Перов Д.В., Самойлович М.И., Клещева С.М. Упругие свойства и теплоемкость опаловых матриц и 3D-нанокомпозитных сред на их основе // ФТТ. 2010. Т. 52. № 12. С. 2405-2410. |
| 5. |
Митаров Р.Г., Каллаев С.Н., Омаров З.М., Абдулвахидов К.Г. Теплоемкость мультиферроика // ФТТ. 2015. Т. 57. № 4. С. 710-711. |
| 6. |
Бодряков В.Ю. Корреляция коэффициента теплового расширения и теплоемкости криокристалла инертного газа: криптон // ЖТФ. 2015. Т. 85. № 3. С. 65-68. |
| 7. |
Повзнер А.А., Филанович А.Н., Ноговицына Т.А. Термодинамическое моделирование упругих и тепловых свойств моносилицида кобальта // ЖТФ. 2016. Т. 86. № 6. С. 71-74. |
| 8. |
Барабашко М.С. Низкотемпературная теплоемкость чистых и допированных простыми газами углеродных наноматериалов // Дис. на соиск. … канд. ф.-м. наук. Харьков: ФТИНТ им. Б.И. Веркина. 161 с. |
| 9. |
Ашкрофт Н., Мермин Н. Физика твердого тела. Т.2. М.: ФИЗМАТЛИТ. 2002. 168 с. |
| 10. |
Алиев Е.Н., Резник С.В., Юрченко С.О. О фрактонной модели тепловых свойств наноструктур // Вестник МГТУ им. Н.Э.Баумана. Сер. «Естественные науки». 2008. № 4. С. 54-61. |
| 11. |
Кузнецов В.М., Хромов В.И. Фрактальное представление теории Дебая для исследования теплоемкости макро- и наноструктур // ЖТФ. 2008. Т.78. вып. 11. С. 11-16. |
| 12. |
Рехвиашвили С.Ш. Теплоемкость твердых тел фрактальной структуры с учетом ангармонизма колебаний атомов // ЖТФ. 2008. Т.78, вып. 12. С. 54-58. |
| 13. |
Захаров А.Ю., Терехов С.В. Обобщенная решеточная модель фазовых равновесий в многокомпонентных системах // В кн.: Математические задачи химической термодинамики. Новосибирск: Наука. 1985. С.173-181. |
| 14. |
Терехов С.В. Моделирование тепловых и кинетических свойств реальных систем. Донецк: Вебер (Донецкое отд.). 2007. 255 с. |
| 15. |
Максимов Ю.Д. Математика. Выпуск 9. Теория вероятностей. Детализированный конспект. Справочник по одномерным непрерывным распределениям. СПб.: Изд-во СПбГПУ. 2002. 98 с. |
| 16. |
Гиббс Дж. Термодинамика. Статистическая механика. М.: Наука. 1982. 584 с. |
| 17. |
Ноздрев В.Ф. Курс термодинамики. М.: Просвещение. 1967. 247 с. |
| 18. |
Зейтц Ф. Современная теория твердого тела. М.-Л.: Гос. изд-во тех.-теор. лит-ры. 1949. 736 с. |
|
|
