與室溫相比,材料在低溫時有著獨(dú)特的性質(zhì)。一般來說,材料的力學(xué)性能隨著溫度的下降而改善,比熱,電阻率,熱膨脹率隨著溫度的下降而減小,可是熱導(dǎo)率卻不然,對于大多數(shù)金屬和單晶體而言,其熱導(dǎo)率隨著溫度的下降反而增大,只有合金的熱導(dǎo)則不斷減少,但是它們在**零度附近時的熱導(dǎo)都趨近于零為設(shè)計好一個低溫裝置,了解材料的低溫特性是很有必要的。;工業(yè)冷水機(jī)比熱在低溫下,材料的比熱可分為正常比熱和反常比熱(即肖脫基比熱)。正常比熱就是平常所述的比熱,如晶格比熱,電子比熱,磁比熱等。反常比熱是在有限溫度范圍內(nèi)顯示出的能量變化,它僅僅出現(xiàn)在體系中有限幾個能級,在低溫實驗技術(shù)中少見。
晶格比熱
由晶體的比熱測量知道,在零度時,固體的比熱為零,隨著溫度的上升,比熱值升高,在較高溫度時,許多固體的摩爾比熱很接近。
1912年,德拜從另一個觀點(diǎn)來處理比熱,他保留了振動能量的量子化假設(shè),并認(rèn)為固體是一個有限的彈性連續(xù)體,并進(jìn)一步把晶體看成是各向同性的連續(xù)介質(zhì),如果晶體能用在工業(yè)超低溫冰箱上,則是非常大的提升。,把晶格振動的表現(xiàn)看成是連續(xù)介質(zhì)中傳播的彈性波。晶格上的院子不一定以同種頻率振動,可以有各種不同的頻率。
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