Твердое тело. Основные положения

Плавление — фазовый переход вещества из кристаллического (твердого) состояния в жидкое. Плавление происходит при определенной температуре.

Количество теплоты, необходимое для плавления тела массой m,

где λ — удельная теплота плавления. Единица удельной теплоты плавления — джоуль на килограмм (Дж/кг).

Кристаллизация (затвердевание) — фазовый переход вещества из жидкого состояния в кристаллическое (твердое).

Кристаллизация происходит в результате охлаждения жидкости при определенной температуре.

При кристаллизации жидкости происходит резкий скачкообразный переход от неупорядоченного расположения частиц (в жидкости) к упорядоченному (в твердом теле).

При кристаллизации жидкости массой т выделяется количество теплоты

По структуре относительного расположения частиц твердые тела делят на три вида: кристаллические, аморфные и композиты.

В кристаллическом состоянии существует периодичность в расположении атомов (дальний порядок). Кристаллическая решетка — пространственная структура с регулярным, периодически повторяющимся расположением частиц.

Узел кристаллической решетки — положение равновесия, относительно которого происходят тепловые колебания частиц.

Полиморфизм — существование различных кристаллических структур у одного и того же вещества. Кристаллическое тело может быть монокристаллом или поликристаллом.

Монокристалл — твердое тело, частицы которого образуют единую кристаллическую решетку. Анизотропия — зависимость физических свойств от направления. Монокристаллы — анизотропны. Поликристалл — твердое тело, состоящее из беспорядочно ориентированных монокристаллов. Изотропия — независимость физических свойств тела от направления. Поликристаллы — изотропны. Аморфные тела — твердые тела, для которых характерно неупорядоченное расположение частиц в пространстве.

Композиты — твердые тела, в которых атомы располагаются упорядоченно в определенной области пространства, но этот порядок не повторяется с регулярной периодичностью.

Деформация — изменение формы и размера твердого тела под действием внешних сил.

Различают два вида деформаций — упругую и пластическую.

Упругая деформация — деформация, исчезающая после прекращения действия внешней силы. Пластическая деформация — деформация, сохраняющаяся после прекращения действия внешних сил. Напряжение — физическая величина, равная отношению силы упругости к площади поперечного сечения тела:

Единица напряжения — паскаль (Па). Закон Гука: при упругой деформации тела напряжение пропорционально относительному удлинению тела:

где

— относительное удлинение тела, Е — модуль Юнга. Модуль Юнга измеряется в паскалях (Па).

Предел упругости — максимальное напряжение в материале, при котором деформация еще является упругой.

Предел прочности — максимальное напряжение, возникающее в теле до его разрушения.

Наверх