Oʻzbekiston respublikasi oliy va oʻrta maxsus ta’lim vazirligi

Issiqlik sig‘imini hisoblash

(I.26)
(I.27)

Har qanday termodinamik funksiyaning haroratga bog‘liqligini (issiqlik effekti, entropiya o‘zgarishi, izobar potensial o‘zgarishi) hisoblash uchun reaksiyaga ishtirok etayotgan moddalarning issiqlik sig‘imlarini bilish zarur. Issiqlik sig‘imi qiymati amalda T va C_x larni o‘lchash orqali aniqlanadi (x = p, V). Tajriba natijalarini turlicha hisoblash mumkin (Debay va Eynshteyn funksiyalari orqali va boshqa usullar). Eng ko‘p ishlatiladigan usul bu issiqlik sig‘imining harorat qatoridir. Issiqlik sig‘imlarini aniqlashda kalorimetrik o‘lchashlar aniqroq natija beradi. Issiqlik sig‘imi ko‘pincha harorat qator yordamida beriladi va bu qator Mayer qatori orqali ifodalanadi. Bu qator fizik ma’noga ega emas, faqat hisoblash natijalarining aniq qiymatini olishga qo‘llaniladi.

(I.28)
Bu tenglama haroratning keng sohasida issiqlik sig‘imga bog‘liqligini ko‘rsatadi. Yuqori haroratlarda tenglamaning o‘ng tomonidagi uchinchi qo‘shiluvchi kichik qiymatni qabul qiladi va bog‘liqlik chiziqlik ko‘rinishga ega bo‘ladi, past haroratlarda esa uchinchi qo‘shiluvchi katta ta’sir ko‘rsatib, issiqlik sig‘imining haroratga bog‘liqligi egri chiziq tuzilishiga ega bo‘ladi. Ko‘pincha issiqlik sig‘imining haroratga bog‘liqligi
(I.29)
tenglama orqali ifodalanadi. Ammo yuqori haroratlarda bu bog‘liqlik tajriba natijalaridan farq qiladi. Shuningdek ko‘pchilik hollarda uchinchi qo‘shiluvchi manfiy qiymatni qabul qiladi bu esa o‘z navbatida ma’noga ega emas. Agar manbalarda moddalarning issiqlik sig‘imlari haqida kattaliklar keltirilmagan bo‘lsa, u holda issiqlik sig‘imlar quyidagi usullar yordamida aniqlanadi.

Issiqlik sig‘imi yordamida termodinamik funksiyalarni hisoblash

Berilgan harorat oralig‘ida fazaviy o‘tish holati kuzatilmagan toza kristall moddaning standart entropiyasi va entalpiyasining o‘zgarishi quyidagi formulalar yordamida hisoblanadi:

(I.30)

T 0
(I.31)
(I.30) ifodadagi entropiya – S₀⁰ moddaning T=0 K dagi entropiyasidir.
Issiqlik sig‘imining haroratga bog‘liqligi orqali sistemaning entalpiyasi va entropiyasini hisoblash uchun (I.30) va (I.31) ifodalarni integrallash kerak bo‘ladi.
Moddalarning issiqlik sig‘imini o‘lchashda oddiy adiabatik kalorimetrdan foydalanish mumkin. Bu usulning mohiyati turli boshlang‘ich haroratga ega bo‘lgan ikki suyuqlik orasida issiqlik almashuvi (aralashish usuli) natijasida sistema harorati o‘zgarishini o‘lchashdan iborat.
Aralashish usulida kalorimetrda m₁ massaga va T₁ haroratga ega bo‘lgan suvga m₂ massaga va T₂ haroratga ega aniqlanayotgan modda kiritiladi. Issiqlik almashuvi natijasida kalorimetrda harorat T₃ ga teng bo‘ladi. Issiqlik sig‘imini aniqlash uchun quyidagi issiqlik balansi tenglamasi tuziladi. Kalorimetrik sistemaning issiqligi quyidagiga teng bo‘ladi:
Q = (T₃ – T₁) (I.32)
Issiqlik miqdori qizdirilgan manbadan issiqlikning sovuq manbaga berilishiga teng.
Q = m_x*c_x(T₂ – T₃) (I.33)
Bu ikkala tenglamalarni birgalikda yechib noma’lum moddaning solishtirma issiqlik sig‘imini (c_x) topish mumkin. Agar aniqlanayotgan modda suyuqlik bo‘lib suv bilan aralashadigan bo‘lsa, u holda kalorimetrik sistema yordamida hisoblanadigan issiqlik miqdorini aniqlashda ikki suyuqlikning aralashish issiqligini ham hisobga olish nazarda tutiladi.