›
›

Bài giảng Cơ sở khoa học vật liệu - Bài: Tính chất nhiệt - Cao Xuân Việt

Download
TÍNH CHẤT NHIỆT  
NHIỆT ĐỘ  
NGUYÊN LÝ THỨ BA CỦA  
NHIỆT ĐỘNG HỌC:  
• Nhiệt độ đặc trưng mức  
chuyển động các phần tử  
trong mạng.  
T = 0 K  
Khi các phần tử đứng yên ở  
nút mạng.  
• T = 0 K: Các phần tử đứng  
yên, nhưng các electron vẫn  
chuyển động.  
Hình ảnh minh họa nhiệt và dao động nguyên tử  
• Nhiệt làm nguyên tử dao động.  
• Dao động đồng bộ thường có cấu hình năng lượng thấp.  
• + Tạo sóng dịch chuyển ng.tử.  
• + Còn gọi là phonons, tương tự photons nhưng chuyển động ng.tử  
thay cho quang lượng tử.  
Temperature Dependence of the Heat Capacity  
DÃN NỞ NHIỆT  
• Vật liệu thay đổi kích thước khi đốt nóng  
T
init  
T
L L  
final initial  
L
 (T T )  
init  
final initial  
L
final  
initial  
L
final  
CTE: coefficent of thermal expanssion  
HSDNN (units: 1/K)  
L L0  
(T T0 )  
L0  
CÁC TÍNH CHẤT THEO LIÊN KẾT  
Năng lượng và chiều dài liên kết  
• Chiều dài liên kết, r  
F
F
r
• Năng lượng liên kết, Eo  
CÁC TÍNH CHẤT TỪ LIÊN KẾT: TM  
• Nhiệt độ nóng chảy, Tm  
Tm lớn hơn nếu Eo lớn hơn.  
CÁC TÍNH CHẤT TỪ LIÊN KẾT  
Tính đàn hồi  
• Mo
Elastic modulus  
F
A
L  
= E  
L
o
o
E tương tự như hằng số lò so  
• E ~ độ cong tại ro  
Energy  
ruonstretched length  
E lớn hơn nếu độ cong lớn hơn.  
r
smaller Elastic Modulus  
larger Elastic Modulus  
TÍNH CHẤT TỪ LIÊN KẾT: CTE or   
• Hệ số dãn nở nhiệt,   
coeff. thermal expansion  
L  
= (T2-T1)  
L
o
• ~ đối xứng tại ro  
lớn hơn nếu Eo bé hơn  
và không đối xứng .  
Vị trí nguyên tử và dao động  
• Minimum năng lượng nguyên tử  
tương ứng với đường cong khoảng  
cách giữa các nguyên tử đàn hồi ở  
ngay bên cạnh (chiều dài liên kết).  
• Chiều rộng của đường cong tỷ lệ  
với biên độ dao động nhiệt của  
nguyên tử.  
T3  
• Nếu đường cong đối xứng, không  
có sự dịch vị trí trung bình của  
nguyên tử (là tâm của dao động ở  
mọi giá trị T).  
T2  
T0  
• HSDNN không có thể bỏ qua  
(negligible) với tường năng lượng  
đối xứng.  
Sự dãn nở nhiệt  
• Nếu đường cong không đối xứng, nguyên tử bị trượt đi  
so với vị trí trung bình.  
• Chiều dài liên kết thay đổi (usually get bigger for  
increased T).  
• HSDNN khác không (nonzero).  
SO SÁNH HSDNN  
•Sự dãn nở nhiệt luôn  
phải tính tới trong thiết  
kế, từ bán dẫn tới cây  
cầu.  
•Cần quan tâm đặc biệt  
khi nhiệt độ thay đổi  
nhiều (máy, thiết bị…).  
Tại sao giảm khi tăng  
năng lượng liên kết ?  
Selected values from Table 19.1, Callister 6e.  
Ví dụ tính HSDNN  
• VÍ DỤ  
• Một dây nhôm (Al) dài 10 m bị làm nguội từ 38 tới -  
10C. Chiều dài sợi dây biến đổi như thế nào ?  
• TÍNH:  
l = l  T  
o l  
6  
-1  
= (10m) 23.6x10 (C) (1C 38C)  
= - 9.2 mm  
SỰ DẪN NHIỆT  
THERMAL CONDUCTIVITY  
• Khái niệm: Khả năng truyền nhiệt của vật liệu.  
• Định lượng:  
temperature  
dT  
q  k  
Fick’s First Law  
gradient  
dx  
heat flux  
(J/m2-s)  
k= thermal conductivity (J/m-K-s):  
Defines material’s ability to transfer heat.  
Q.điểm ng.tử: Dao động electron (hoặc ng.tử)  
truyền từ vùng T cao tới vùng T thấp.  
Kim loại: dao động electron tự do là chính.  
Ceramic và Polymer: phonons là chính  
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 41 trang baolam 27/04/2022 5760
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Cơ sở khoa học vật liệu - Bài: Tính chất nhiệt - Cao Xuân Việt", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_co_so_khoa_hoc_vat_lieu_bai_tinh_chat_nhiet_cao_xu.pdf