Розташування частинок у вузлах кристалічної гратки відповідає мінімуму їх взаємної потенціальної енергії. При зміщенні частинок з положення рівноваги в будь-якому напрямку з’являється сила, що прагне повернути частинку в початкове положення внаслідок чого виникають коливання частинки.
Кожній частинці в кристалі слід приписувати три коливальні ступені свободи (коливання можна представити як накладання коливань вздовж трьох взаємно перпендикулярних напрямів).
На кожен коливальний ступінь свободи в середньому приходиться енергія:


.
Тоді на кожну частинку в середньому приходиться енергія :
W=3kT.
Енергія 1 моль речовини:
,
N – кількість частинок в 1 моль речовини
лише у випадку хімічнопростих речовин.
Наприклад, для NaCl –
.
Розглянемо лише прості речовини, що утворюють атомні і металічні кристали. Для внутрішньої енергії 1 моля речовини можна записати:
.
Приріст внутрішньої енергії, що відповідає підвищенню температура на 1К дорівнює теплоті при постійному об’ємі:

.
Оскільки об’єм твердих тіл при нагріванні змінюється мало:
.
І можна говорити просто про теплоємність твердого тіла.
Лекція 6