стеклах при зниженні температури спочатку змінюється дуже слабо, тому теплопровідність до скла повинна зменшуватися з пониженням температури так само, як і GV Така закономірність спостерігається для багатьох стекол приблизно до 20-50 К ( див. рис. 2). При більш низьких температурах ця закономірність різко порушується. Для багатьох стекол, в тому числі і полімерних, на температурній залежності до в області 5-20 К спостерігається плато, а при подальшому зниженні температури х зменшується, але менш різко, ніж Cv, тобто менш різко, ніж у кристалічних тіл.
Дивно, що однаковими виявляються не тільки температурні залежності теплопровідності стекол різної природи, а й абсолютні значення теплопровідності.
Аномальна поведінка теплопровідності стекол в кріогенної області, області низьких температур, тісно пов'язане з аномальним поведінкою їх теплоємності, що розглядаються в наступному розділі.
Таким чином, теплопровідність стекол немонотонно зростає при підвищенні температури і не має максимуму. Це дозволяє припускати якісна відмінність механізмів теплопровідності в кристалічних та аморфних тілах.
Історично вважалося, що передача теплової енергії <# «47» src=«doc_zip4.jpg» /> (2)
де?- Температуропровідність, X - теплопровідність <# «41» src=«doc_zip5.jpg» /> (3)
Одиниця виміру теплоємності в системі СІ <# «41» src=«doc_zip6.jpg» /> (4)
де - питома теплоємність, - кількість теплоти, отримана речовиною при нагріванні (або виділилась при охолодженні), - маса нагрівається (охолоджується) речовини, - різниця кінцевої і початкової температур речовини.
Теплоємність полімерів визначається їх коливальним спектром. Відповідно до ланцюговим будовою макромолекул теплоємність твердих лінійних полімерів в першому наближенні може бути представлена ??адитивної функцією двох основних вкладів: граткових коливань і характеристичних коливань окремих груп атомів в повторюваному ланці або їх більш-менш ізольованого обертання і ізомеризації.
гратковий (скелетні) коливання є низькочастотними коливаннями і вносять основний вклад в теплоємність полімерів при низьких температурах. Аналіз граткових коливань може бути проведений на основі скелетного наближення, в якому макромолекула розглядається як бесструктурная ланцюжок точкових мас, рівних масі повторюваного ланки.
Оскільки для багатьох карбоцепні полімерів геометрія повторюваного ланки і силові константи близькі, єдиним змінним параметром при переході від одного полімеру до іншого є маса повторюваного ланки. [18] Характеристичні коливання бічних радикалів є оптичними коливаннями, їх частоти істотно вище частот скелетних коливань, і тому їх внесок у теплоємність стає відчутним, починаючи з помірно низьких температур, і залежить від співвідношення мас атомів основного ланцюга і бічного заступника. Характерне для полімерів існування поворотних ізомерів, що розрізняються конформаційними енергіями, призводить до можливості появи складової теплоємності, зумовленої різними енергетичними станами.
Згідно квантової теорії, теплоємність твердого тіла в
(5)
де к-постійна Больцмана; h=L / 2 - постійна Планка; ?- Кругова; Т - абсолютна температура;
Для обчислення температурної залежності теплоємності досить знати функцію розпо...
