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材料物理性能第一章、材料的熱學(xué)性能一、基本概念 1.熱容：物體溫度升高1K所需要增加的能量。（熱容是分子熱運動的能量隨溫度變化的一個物理量）

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2.比熱容：質(zhì)量為1kg的物質(zhì)在沒有相變和化學(xué)反應(yīng)的條件下升高1K所需要的熱量。[與物質(zhì)的本性有關(guān)，用c表示，單位J/(kg·K)]

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3.摩爾熱容：1mol的物質(zhì)在沒有相變和化學(xué)反應(yīng)的條件下升高1K所需要的熱量。用Cm表示。4.定容熱容：加熱過程中，體積不變，則所供給的熱量只需滿足升高1K時物體內(nèi)能的增加，不必再以做功的形式傳輸，該條件下的熱容： 5.定壓熱容：假定在加熱過程中保持壓力不變，而體積則自由向外膨脹，這時升高1K時供給物體的能量，除滿足內(nèi)能的增加，還必須補充對外做功的損耗。6.熱膨脹：物質(zhì)的體積或長度隨溫度的升高而增大的現(xiàn)象。7.線膨脹系數(shù)αl：溫度升高1K時，物體的相對伸長。

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8.體膨脹系數(shù)αv：溫度升高1K時，物體體積相對增長值。

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9.熱導(dǎo)率（導(dǎo)熱系數(shù)）λ：在單位溫度梯度下，單位時間內(nèi)通過單位截面積的熱量。（標(biāo)志材料熱傳導(dǎo)能力，適用于穩(wěn)態(tài)各點溫度不隨時間變化。)q=-λ△T/△X 。10.熱擴散率（導(dǎo)溫系數(shù)）α：單位面積上，溫度隨時間的變化率。α=λ/ρc 。α表示溫度變化的速率（材料內(nèi)部溫度趨于一致的能力。α越大的材料各處的溫度差越小。適用于非穩(wěn)態(tài)不穩(wěn)定的熱傳導(dǎo)過程。本質(zhì)仍是材料傳熱能力。）。二、基本理論
三、
1.德拜理論及熱容和溫度變化關(guān)系。
答：⑴愛因斯坦沒有考慮低頻振動對熱容的貢獻(xiàn) 。
⑵模型假設(shè)：①固體中的原子振動頻率不同；處于不同頻率的振子數(shù)有確定的分布函數(shù)；
②固體可看做連續(xù)介質(zhì)，能傳播彈性振動波；
③固體中傳播的彈性波分為縱波和橫波兩類；
④假定彈性波的振動能級量子化，振動能量只能是最小能量單位hν的整數(shù)倍。
⑶結(jié)論：①當(dāng)T》θD時，Cv,m=3R；在高溫區(qū) ，德拜理論的結(jié)果與杜隆-珀蒂定律相符。
②當(dāng)T《θD時，Cv,m∝

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。
③當(dāng)T→0時， Cv,m→0，與實驗大體相符。
⑷不足：①由于德拜把晶體看成連續(xù)介質(zhì)，對于原子振動頻率較高的部分不適用；
②晶體不是連續(xù)介質(zhì) ，德拜理論在低溫下也不符；
③金屬類的晶體，沒有考慮自由電子的貢獻(xiàn) 。
2.熱容的物理本質(zhì) 。
答：溫度一定時，原子雖然振動，但它的平衡位置不變，物體體積就沒變化。物體溫度升高了，原子的振動激烈了，但如果每個原子的平均距離保持不變，物體也就不會因為溫度升高而發(fā)生膨脹。
【⑴反映晶體受熱后激發(fā)出的晶格波和溫度的關(guān)系；
⑵對于N個原子構(gòu)成的晶體，在熱振動時形成3N個振子，各個振子的頻率不同，激發(fā)出的聲子能力也不同；
⑶溫度升高，晶格的振幅增大，該頻率的聲子數(shù)目也增大；