10. klassi füüsika konspekt (0)

1. Kulgliikumine . Punktmass. Taustsüsteem. Nihe . Kulgliikumine ­ keha kõik punktid liiguvad ühesuguselt, mõtteline sirge kehas jääb iseendaga paralleelseks Punktmass ­ keha, mille mõõtmed võib antud tingimustes arvestamata jätta Taustsüsteem: taustkeha koordinaadistik kell Nihe s ­ suunatud sirglõik, mis ühendab keha algasukohta lõppasukohaga asukoht + nihe = keha asukoht Nihe on vektoriaalne suurus. Vektoriaalne suurus ­ määratud suuna ja arvväärtusega Mood ­ vektori pikkus Vektori projektsioonid x- teljel on x-koordinaadi muut (s x) y-teljel on y-koordinaadi muut (sy) sx = x - x 0 sy = y - y 0
2. Ühtlane sirgjooneline liikumine. Kiirus. Liikumisvõrrand ja kiirusevõrrand. Mehaanika põhiülesanne on liikuva keha asukoha määramine suvalisel ajahetkel. x = x0 + sx y = y0 + sy Vaja nihkeprojektsioon avaldada aja kaudu. Ühtlane sirgjooneline liikumine ­ liikumine, mille korral keha sooritab mis tahes võrdsetes ajavahemikes võrdsed nihked . v = const
s v = s=v t t samasuunalised s x=v x t
Liikumisvõrrand ­ koordinaadi sõltuvus ajast x=x 0 +v x t
x ­ keha asukoht ajahetkel t x0 ­ keha algasukoht vx ­ kiiruse projektsioon x-teljel t ­ aeg Kiirusevõrrand ­ kiiruse sõltuvus ajast vx = const
3. Liikumise suhtelisus. s = s1+ s2
keha nihe liikumatu taustsüsteemi suhtes keha nihe liikumava taustsüsteemi suhtes liikuva taustsüsteemi nihe liikumatu taustsüsteemi suhtes Suhtelise liikumise nihete liitmise valem, kehtib ka projektsioonide jaoks.
v = v1+ v2
4. Ühtlaselt muutuv sirgjooneline liikumine. Kiirendus. Võrrandid keha koordinaadi, nihke ja hetkkiiruse leidmiseks. Kiirendus a ­ kiiruse muutus ühes ajahetkes v x -v 0x a x= t Kiirendus on muutumatu. m Põhiühik - 2 s v x =a x t +v 0x kiirusevõrrand
a x t2 s x=v 0x t + 2 Kui algkiirus on 0, siis:
ax t2 s x= 2 keskmine kiirus vk ­ näitab keha keskmist nihet ajaühikus (kogu teepikkus jagatud ajaga ) hetkkiirus v ­ kiirus, mida keha omab antud hetkel e antud trajektoori punktis. Hetkkiirus punktis A võrdub punkti A sisaldava trajektoorilõigule vastav lõpmata väike nihe/vastav lõpmata väike ajavahemik . s v = t ühtlaselt muutuv liikumine ­ liikumine, mille puhul keha kiirus mis tahes võrdsetes ajavahemikes muutub võrdsete suuruste võrra kiirendus a ­ kiiruse muudu ja vastava ajavahemiku suhe ehk kiiruse muutumise kiirus · vektoriaalne suurus
v - v0 a = t s x= x-x 0
a x t2 x=x 0 +v 0x t + liikumisvõrrand 2
v 2x -v 20x s x= 2a x
5. Ühtlane ringliikumine . Joon- ja nurkkiirus . Kesktõmbekiirendus. Periood ja sagedus. Trajektooriks on ringjoon või osa sellest.
Kiiruse moodul ei muutu.
(Kõverus) raadius: r
Kaare pikkus: l
l m Joonkiirus : v= ( ) ajaühikus läbitud kaare pikkus t s
Kui ta liigub terve ringi, siis keha läbib l=2 r , poole ringi korral l= r
Pöördenurk ­ nurk, mille võrra pöördub ringjooneliselt liikuvalt keha ja ringi keskpunkti ühendav raadius
Pöördenurk radiaanides on kaare pikkuse ja raadiuse jagatis
l = r
= 180°
1 radiaan on kesknurk, mis toetub raadiuse pikkusele kaarele.
2 = 360°
Nurkkiirus ­ ajaühikus läbitud pöördenurk (tähis ) Ühik rad/s e 1/s
v Valem = = t r
v a = t
Kiirenduse vektor on suunatud ringi keskpunkti.
v2 a= r
Kesktõmbekiirendus, risti kiirusega
Periood ­ ajavahemik, mille jooksul läbitakse üks täisring
· tähis T
· ajaühik s
t · T= N
Sagedus ­ ajaühikus tekkivate täisringide aeg
· tähis f
· põhiühik 1/s = Hz
N f= t 1 · T= f 1 f= T
2 r v=2 rf = T
6. Inertsus ja mass. Jõud. Newtoni seadused. Jõud on füüsikaline suurus, mis iseloomustab vastastikumõju tugevust. Vektoriaalne suurus, tähis F, ühik 1 N ( njuuton ).
Resultantjõud ­ kõikide kehale mõjuvate jõudude vektoriaalne summa (ei ole reaalne jõud).
Newtoni I seadus ­ On olemas sellised taustsüsteemid, mille suhtes kulgevalt liikuv keha säilitab oma kiiruse jäävana, kui temale ei mõju teised kehad või kui teiste kehade mõjud temale kompenseeruvad. Inerts ­ nähtus, kus kehad püüavad oma liikumise kiirust säilitada
Inertsiaalses taustsüsteemis kehtib Newtoni I seadus.
Mitteinertsiaalne taustsüsteem liigub kiirendusega inertsiaalsete taustsüsteemide suhtes.
Kui kehale ühtegi jõudu ei mõju või talle mõjuvate jõudude (vektoriaalne) summa on null, siis keha on paigal või liigub ühtlaselt sirgjooneliselt.
Keha kiirud saab muutuda ainult siis, kui resultantjõud ei ole null.
Inertsus - keha omadus, et keha kiiruse muutmiseks kulub aega
Inertsust iseloomustab mass.
Mida inertsem keha, seda rohkem läheb aega, et keha kiirust muuta teatud suuruse võrra.
Newtoni II seadus - Keha kiirendus on võrdeline temale mõjuva ( resultant )jõu ja pöördvõrdeline massiga.
F a = m
Jõud põhjendab kiirenduse.
Newtoni III seadus - Kaks keha mõjutavad teineteist absoluutväärtuselt võrdsete vastassuunaliste jõududega.
Need jõud mõjuvad erinevatele kehadele ja on sama olemusega.
7. Elastsusjõud. Hooke 'i seadus. Liikumine elastsusjõu mõjul. Elastsusjõud tekib keha deformeerimisel, st keha kuju või ruumala muutumisel.
­ tõmme, surve vääne, paine
Tõmbel ja survel väikeste deformatsioonide korral kehtib vedrude või varraste jaoks Hooke'i seadus:
F ex =-kx x =l -l 0
k ­ jäikus
Elastsusjõud on pikenemisega x vastassuunaline.
Jäikus k näitab, kui suur elastsusjõud tekib ühikulise deformatsiooni korral. Jäikus sõltub keha materjalist ja mõõtmetest.
Elastsusjõu mõjul hakkab keha võnkuma, kui jõud ja nihe on suunatud mööda ühte ja sama sirget. Elastsusjõu mõjul hakkab keha liikuma ringjooneliselt, kui kehale mõjuv elastsusjõud on kiirusega risti. Võib väljendada Newtoni II seaduse kaudu:
ma x =-k l 8. Ülemaailmne gravitatsiooniseadus . Gravitatsioonikonstant. Raskusjõud. Kaks keha tõmbuvad teineteise poole jõuga, mis on võrdeline nende massidega ja pöördvõrdeline nende vahelise kauguse ruuduga .
M 1M 2 F 1 =F 2=G R2
G ­ gravitatsioonikonstant
G =6,67*10-11 Nm2/kg2
Kehtivus: punktmassid
kerakujulised kehad
Raskusjõud ­ gravitatsioonijõud, kui üks keha on Maa ja teine keha asub Maa lähedal
F=mg
g ­ raskuskiirendus
g =9,8 N/kg
GM g= 2 R
M ­ Maa mass (6*1024 kg)
R ­ Maa raadius (6400 km)
9. Liikumine gravitatsiooni mõjul (vertikaalne, horisontaalne ja horisondiga kaldu visatud keha liikumine). I kosmiline kiirus. Vertikaalselt kukkudes annab Maa igale kehale raskuskiirenduseks g=9,8 m/s2, kui teisi jõude ei mõju. Kui ülespoole ei mõju ükski jõud, kulub kehal maha langemiseks sama kaua aega vertikaalselt, kui ka horisontaalselt ja kaldu langemiseks.
Liikumist gravitatsioonijõu mõjul saab arvutada kasutades ühtlaselt muutuvate liikumiste valemeid, võttes kiirenduseks a=g=9,8 m/s2.
Kaldu liikumise korral tuleb eraldada x- ja y-telje suunalised kiirused. Raskuskiirendus mõjub ainult kiiruse y-telje projektsioonile. X-telje projektsioonile võivad mõjuda muud takistusjõud nagu nt õhutakistus.
I kosmiline kiirus on vajalik planeedilt lahkumiseks. Maa-kesksele ringjoonelisele orbiidile jõudmiseks peab Maa tehiskaaslane saama kiiruse 7,91 km/s maapinnal või 7,79 km/s 200 km kõrgusel. Enamasti ümardatakse see 8 km/s. Saab leida, kasutades ringliikumise kiirendust ning ülemaailmset gravitatsiooniseadust. Selgub , et keha mass taandub välja ja seega on oluline ainult kiirus.
10. Paigalseisva, ühtlaselt ja kiirendusega liikuva keha kaal. Kaalutus . Keha kaal on jõud, millega keha Maa külgetõmbe tõttu mõjub alusele või riputusvahendile.
­ Tähis P
­ Ühik 1 N
Kaal on suunatud Maa keskpunkti.
Kaal rakendub alusele või riputusvahendile.
Kui keha on paigal või liigub ühtlaselt sirgjooneliselt, siis keha kaal on võrdne raskusjõuga.
N ­ toereaktsioon
Sisuliselt on mõlemad elastsusjõud.
Newtoni III seadusest järeldub, et toereaktsioon on võrdne kaauluga.
Ülekoorumus ­ kaal on suurem kui raskusjõud
mg+ N a = m a m= mg+ N ma=-mg +P P=ma+mg P=m( a+g )
Alakoormus ­ kaal on väiksem, kui raskusjõud P=m( g -a) Kui P=0, siis g = a (nt. vabalangemine) Vabalangemisel on keha kaaluta olekus. 11. Seisu- ja liugehõõrdejõud. Hõõrdetegur. Liikumine hõõrdejõu mõjul. Hõõrdejõud tekib alati kehade vahetul kokkupuutel ja mõjub piki kokkupuutepinda. Kui mingi jõud F püüab keha paigalt nihutada, kuid keha jääb paigale, on tegemist seisuhõõrdumisega. Kuna keha jääb paigale, peab seisuhõõrdejõud olema nihutada püüdva jõuga tasakaalus: Fh= F Seega on seisuhõõrdejõud alati suuruselt võrdne ja vastassuunaline kehale paralleelselt kokkupuutepinnaga rakendatud jõuga.
Maksimaalne seisuhõõrdejõud on võrdeline rõhumisjõuga : F hm = N (N)
Kui keha hakkab jõu mõjul liikuma, mõjub sellele liugehõõrdejõud. Liugehõõrdejõud võrdub maksimaalse seisuhõõrdejõuga. F h = N (N)
Hõõrdetegur sõltub mõlema kokkupuutuva pinna karedusest, materjalist, töötlusest jne. ning määratakse eksperimentaalsel teel. Hõõrdejõud on alati suunatud kiiruse vastu (vastassuunaline keha liikumisele), seega hõõrdejõud pidurdab liikumist. Kui kehale mõjub ainult hõõrdejõud, jääb keha lõpuks seisma. Keha seismajäämiseni läbitavat vahemaad kutsutakse pidurdusteeks.
v 20 Pidurdustee pikkuse leidmine üldjuhul: s x= . (l ja s on pidurdustee, on algkiirus) 2 g
12. Jõumoment. Momentide reegel. Tasakaalu tingimused. Keha on tasakaalus, kui temale rakendatud jõudude geomeetriline vektoriaalne summa võrdub nulliga.
Tasakaalitingimused (pöörleva keha jaoks):
· Resultantjõud on 0
· Kehale mõjuvate jõumomentide summa pöörlemistelje suhtes peab võrduma nulliga.
Pöörlemistelg O ­ vabalt valitav
Jõumoment ­ jõuõla ja jõumooduli korrutis
­ positiivne, kui jõud pöörab keha päripäeva
­ negatiivne, kui jõud pöörab keha vastupäeva
­ tähis M, ühik Nm
Jõuõlg ­ ristlõigu pikkus jõumõjusirgest pöörlemisteljeni
­ tähis d, ühik m
M ( F 1 )=d 1 F 1 M ( F 2 )=-d 2 F 2 d 1 F 1-d 2 F 2=0 13. Massikese ja raskuskese. Tasakaalu püsivus. Massikese e raskuskese ­ jõudude, mis kutsuvad esile keha kulgliikumise, mõjusirgete lõikepunkt.
Keha tasakaal on püsib, kui tema väiksel kõrvalekaldumisel tasakaaluasendist, toob kehale rakendatud jõudude resultant ta sellesse asendisse tagasi. Raskuskese madalamal, kui kõigis teistes asendites.
Keha tasakaal on ebapüsiv, kui tema väikesel kõrvalekaldumisel kasakaaluasendist viib kehale rakendatud jõudude resultant ta sellest asendist eemale.
Püsiva tasakaalu korral on keha raskuskese madalamal kui kõigis teistes võimalikes asendites. Pöörlemistelge omava keha tasakaal on püsiv siis, kui raskuskese asub pöörlemisteljest madalamal. Ükskõikse keha ükskõik millisel keha asendi muutumisel osutub iga uus asend tasakaaluasendiks.
14. Keha impulss . Jõuimpulss. Impulsi jäävuse seadus. Keha liikumishulk e impulss on keha massi ja kiiruse korrutis.
p =mv
Newtoni II seadus:
v -v m v -m v0 p - p0 p = am= 0 m= F = = t t t t
Impulsimuut on võrdne jõu ja jõu mõjumise aja korrutisega.
t p= F
Üks ja sama jõud põhjustab sama aja jooksul igale kehale sama impulsimuudu.
Jõuimpulss on jõu ja tema mõjumisaja korrutis.
t F
Keha impulsimuut võrdub jõuimpulsiga.
Suletud süsteem ­ süsteemi kuuluvad kehad on vastastikmõjus vaid omavahel ja süsteemiväliste kehade mõju võib mitte arvestada
Newtoni II ja III seadusest:
Suletud süsteemi kuuluvate kehade impulsside geomeetriline summa on nende kehade igasugusel liikumisel ja vastastikmõjul jääv.
15. Impulsimoment . Inertisimoment. Impulsimomendi jäävuse seadus. Inertsimoment I näitab pöörleva keha osade massi jaotust pöörlemistelje suhtes. Punktmassiga m, asudes kaugusel r pöörlemisteljest, omab inertsimomenti:
I =m r 2
Inertsimomendi ühik on 1 kg m2
Impulsimoment L näitab pöörleva kehaosade impulsside mõju pöörlemisele.
Kui pöörlev keha massiga m liigub joonkiirusega v pikki ringjoont kaugusel r pöörlemisteljest, siis on tema impulsimoment:
L=m v r
Impulsimoment on vektor, mis on suunatud pikki pöörlemistelge.
Keha on tasakaalus, kui jõumomentide summa on null.
Keha kiiruse muutmiseks on vaja rakendada nullist erinevat jõumomenti.
Tasakaal
F r =0 F=m a m a r=0 v m r =0 t m v r=const L=const
Impulsimomendi jäävuse seadus ­ suletud süsteemi impulsimoment on jääv suurus
L=I =const
16. Mehaaniline töö. Töö üldine definitsioon. Tööd tehakse siis, kui kehale mõjub jõud ja keha selle jõu mõjul liigub. Töö on võrdne kehale mõjuva jõu ja selle jõu mõjul läbitud teepikkuse korrutisega. (J) Kui jõud ei mõju
liikumise suunas, vaid mingi nurga all, tuleb arvestada jõu liikumissihilist komponenti:
(J)
Kui keha liikumine on jõuga samasuunaline või , loetakse tööd positiivseks . Kui jõud on
liikumisega vastassuunaline või , loetakse tööd negatiivseks.
Raskusjõu töö on allaliikumisel positiivne, ülesliikumisel negatiivne.
Hõõrdejõu töö on alati negatiivne, sest hõõrdejõud on alati liikumisele vastassuunaline
Elastsusjõu töö on alati negatiivne, sest elastsusjõud on alati liikumisele vastassuunaline. Mehaanilist tööd tehakse siis, kui kehale mõjub jõud ja resultant jõud ei tohi null olla ja keha liigub.
Tööd teeb jõud. Töö on positiivne siis, kui jõu mõjunurk on teravnurk keha nihke suhtes, samas suunas liikumisega.
Töö on null siis, kui jõud mõjub keha nihke suunaga risti, kui keha ei liigu, kui keha jõud on null.
Töö on negatiivne siis, kui jõu mõjunurk on nürinurk keha nihke suhtes.
s= F s cos A= F
­ nurk jõu ja nihkevektori vahel
17. Kineetiline energia. Kineetilise energia teoreem . Kineetiline energia tekib liikumisel.
mv 2 E k= 2
Kineetilise energia teoreem ­ kehale mõjuva jõu töö on võrdne keha kineetilise energia muuduga
v 2 -v 20 m(v 2-v 20 ) mv 2 mv 20 A=F s=a m s= m s= = - =E k -E k0 = E k 2s 2 2 2
18. Raskusjõu töö. Keha potentsiaalne energia. Raskusjõud teeb tööd vertikaalsihis.
(J)
Kui keha ei liigu vertikaalsihis (vaid nt. libiseb kaldpinnal), teeb tööd ainult raskusjõu liikumissuunaline komponent , kuid kogu töö on siiski sama, sest läbitakse pikem tee:
Potentsiaalne energia on keha võime teha tööd. Potentsiaalset energiat omav keha võib, aga ei pruugi tingimata tööd teha. Potentsiaalne energia on tingitud kehade vastastikmõjust ning on võrdne tööga, mida tuleb teha keha asendi muutmiseks.
Raskusjõu korral . Kuna potents . energia oleneb keha algasendist mingi taustkeha suhtes, tuleb määrata algasend, kui seda pole tehtud. Tavaliselt loetakse energia nullnivooks keha potents. energiat maapinnal. Keha potents. energia võib olla ka negatiivne, kui keha asub valitud nullnivoost madalamal. Potentsiaalne energia on näiteks maapinnast kõrgemale tõstetud kehadel ja deformeeritud kehadel. 19. Elastsusjõu töö. Elastselt deformeeritud keha potentsiaalne energia. Elastsusjõud teeb tööd viies keha deformeeritud asendist tasakaaluasendisse.
(J)
x on keha pikkuse muutus, k on jäikustegur Elastselt deformeeritud keha potentsiaalne energia võrdub tööga, mida elastsusjõud teeb selle keha (nt. vedru) viimisel deformeerimata olekusse.
20. Mehaanilise koguenergia jäävuse seadus. Lihtsam seletus: Energia ei teki ega kao, vaid muundub ühest liigist teise või kandub ühelt kehalt teisele. Suletud süsteemi kuuluvate ning üksteist gravitatsiooni- ja elastsusjõududega mõjutavate kehade mehaaniline koguenergia on nende kehade igasuguse liikumise korral jääv. Keha kineetilise ja potentsiaalse energia summat nimetatakse keha mehaaniliseks koguenergiaks. Suletud süsteemi kehade mehaaniline koguenergia ei muutu, vaid jääb konstantseks.
Kui süsteem pole suletud, võib mehaaniline energia muunduda teisteks energialiikideks, näiteks hõõrdumise korral keha siseenergiaks (soojuseks), seega pole mehaaniline koguenergia sel juhul jääv, sest kineetiline energia väheneb, aga potents. energia ei suurene. Kuid jääv on siiski koguenergia, mitte mehaaniline koguenergia.
21. Hõõrdejõu töö. Mehaanilise koguenergia muutumine hõõrdejõu töö tõttu. Hõõrdejõu töö on negatiivne, sest see mõjub alati keha liikumisele vastupidises suunas (keha kineetiline energia väheneb).
Mehaaniline koguenergia hõõrdejõu toimel väheneb! Kui arvestatakse hõõrdejõude, ei kehti enam mehaanilise koguenergia jäävuse seadus ning tuleb üle minna üldisele energia jäävuse seadusele.
22. Mehaaniline võimsus. Kasutegur. Mehaaniline võimsus iseloomustab töö tegemise kiirust. Mehaaniline võimsus on suurus, mis võrdub töö ja selleks kuluva ajavahemiku suhtega.
(W)
NB! Võimsust ja rõhumisjõudu tähistatakse mõlemat N-ga, neid ei tohi segi ajada! Kuna tööd tehakse ainult keha liikumisel, peavad võimsus ja liikumiskiirus omavahel seotud olema. Asendades töö võimsuse valemis jõu ja pikkuse korrutisega, saame uue valemi:
Selle seosega on võimalik keskmist kiirust kasutades leida keskmist võimsust ning hetkkiirust kasutades hetkvõimsust. Kasutegur eristab kasulikku tööd kogu tehtud tööst. See näitab, kui efektiivselt kasutatakse ära selle poolt saadud energiat ehk palju kogu energiast kulub soovitud eesmärgi saavutamiseks (kasulik töö). Kasutegur on suurus, mis võrdub kasuliku töö ja kogu töö suhtega.
(Ühikuta suurus, kuid korrutades tulemuse 100-ga, saame vastuse protsentides, sel juhul
on valem: )
23. Vedelike ja gaaside voolamine . Bernoulli seadus. Bernoulli võrrand: ­ Vedelik ei ole kokkusurutav , hõõrdumiseta
­ Energia jäävusest:
1 v 2 + g h+ p =const 2 Esimene pool iseloomustab kineetilist energiat. Teine pool iseloomustab raskusjõu potentsiaalset energiat. Kolmas pool on rõhk, mis iseloomustab elastsusjõu potentsiaalset energiat. Seal toru osas, kus kiirus on suurem, seal peab rõhk olema väiksem. Aja t jooksul läbib kõiki toru ristlõike võrdne vee kogus (mass). m= V = l S = v t s=const S 1 v 1 =S 2 v 2=const
Peab mõjuma kiirendus, mis on tingitud rõhumisjõudude vahest.
F =( p 1 - p 2 )S
Kui gaasi ei suruta kokku ja kiirus ei ole väga suur, siis kehtib Bernoulli seadus ka gaasi kohta.
24. Mikro - ja makrokäsitlus. Ainehulk . Mool . Avogadro arv. Molekulmass . Molaarmass . Aineosakeste konsentratsioon . Makrokäsitluse puhul iseloomustatakse keha tervikuna , tegemata eeldusi tema molekulaarse ehituse kohta. Füüsikalisi suurusi, mille abil ainet makroskoopiliselt kirjeldatakse, nimetatakse makroparameetriteks. Nendeks on mass, rõhk, ruumala ja temperatuur. Põhimõtteliselt on aga makroparameetreid teisigi (nt. tihedus). Kui on teada gaasi rõhk, ruumala ja temperatuur (p,V,T), on määratud selle gaasikoguse olek. Seetõttu nimetatakse neid olekuparameetriteks. Kui ühte olekuparameetrit muuta, muutub selle tagajärjel veel vähemalt üks olekuparameeter. Mikroskoopilise ehk mikrokäsitluse korral lähtutakse aine iseloomustamisel ta molekulaarsest ehitusest. Mikroparameetrid on füüsikalised suurused, mis on seotud molekulide ja nende liikumisega, nad iseloomustavad ainet molekulaarsena. Mikroparameetrid eeldavad molekulide olemasolu ning ei ole vahetult mõõdetavad, nad määratakse makroparameetrite kaudu.
Tähtsaimad mikroparameetrid on molekulide kontsentratsioon n, keskmine kiirus , molekuli mass
Ainehulk ­ üks mool on ainehulk, milles molekulide või aatomite arv võrdub 0,012 kg süsimiku aatomite arvuga Avogadro arv ­ 1 mool sisaldab 6,02* 1023 osakest Molekulmass on ühe molekuli mass. Molaarmass M ­ vastava aine ühe mooli mass Konsentratsioon n ­ osakseste arv ruumalas N = NA m = M N n= V
25. Molekulaarkineetilise teooria põhialused ja nende tõestamine ( difusioon , Browni liikumine). Molekulaarkineetiline teooria ­ seletab soojusnähtusi makrokehades ja nende kehade siseehitust, lähtudes kujutlusest, et kõik kehad koosnevad kaootiliselt liikuvatest osakestest . Ülesandeks siduda üksikaatomite või -molekulide käitumise seaduspärasused makrokehade omadusi iseloomustavate suurustega Põhiväited: ­ Aine koosneb osakestest
­ Osakesed on soojusliikumises
­ Osakesed mõjutavad üksteist
Browni liikumine ­ vedelikus või gaasis hõljuvate osakeste soojusliikumine (osakesed suured) Difusioon on ülekandenähtus, mille sisuks on erinevate ainete segunemine soojusliikumise tagajärjel. See väljendub ühe aine molekulide tungimises teise aine molekulide vahele. Difusioon leiab aset tänu molekulide kaootilisele liikumisele e. soojusliikumisele ja molekulidevahelistele põrgetele. Nt. kui ühendada omavahel lämmastikku ja hapnikku täis nõud, on mingi aja pärast mõlemas nõus samasugune lämmastiku ja hapniku segu. Browni liikumiseks nimetatakse vee soojusliikumise tõttu tahke aine liikumist. Kuulsas katses nähtuse tõestamiseks pandi veepinnale lilletolmu osakesed, mis hakkasid korrapäratult liikuma. Mida väiksemad on liigutatava osakese mõõtmed ja mass, seda märgatavam on liikumine. Browni liikumist on võimalik põhjendada ainult molekulaarkineetilise teooria põhjal.
26. Ideaalne gaas . Gaasi rõhk. Molekulaarkineetilise teooria põhivõrrand. Ideaalne gaas on lihtsaim mudel gaasi kirjeldamiseks, milles ei arvestada molekulide mõõtmeid ja vastastikmõju. Mudeli järgi on molekulid punktmassid (ruumala on kaduvväike), molekulide põrked seintega on absoluutselt elastsed (põrkel kiiruse väärtus ei muutu) ja molekulide vahel ei esine vastastikmõjusid (tõmbe-ega tõukejõude). Gaasi rõhk sõltub ajaühikus seinale antud põrgetest. F p 0= S F t=mv 2m v p 0= 0 x S t p= N p 0 vx t N =n V =n S d =n S r n s v x t 2m 0 v x 1 p= =n m0 v 2x = n m 0 v 2 2 tS 3 2 2 2 2 v =v x +v y +v z 1 v 2x=v 2y =v 2z = v 2 3 1 2 p= n m 0 v 3
27. Temperatuur. Absoluutse temperatuuri skaala ja selle seos Celsiuse skaalaga. Soojuslik tasakaal ­ püsiv Termodünaamiline süsteem liigub iseenesest soojusliku tasakaalu suunas. Temperatuur ­ soojusliku tasakaalu olekut iseloomustav füüsikaline suurus Termomeetri tööpõhimõtteks on V, p vms sõltuvus temperatuurist 1 2 Lähtudes p= n m 0 v : 3 pV 2 = E N 3 k Hüpotees: molekulide keskmine kineetiline energia on ühtselt seotud temperatuuriga pV 2 = E =k T N 3 k k = 1,38*10-23 Boltzmanni konstant T ­ absoluutne temperatuur Absoluutne null 0 K = -273,15 °C ­ Gaasi rõhk null, molekulid paigal
Negatiivset temperatuuri ei ole. K on temperatuuri ühik ( Kelvin ) T = t + 273
28. Ideaalse gaasi olekuvõrrand. 1 2 pV 2 Valemitest p= n m 0 v ja = E =k T saab tuletada ideaalse gaasi olekuvõrrandi. 3 N 3 k
2 3 N p= n k T =n k T = A k T 3 2 V V m p = N Ak T M J N A k =R=8,31 (universaalne gaasikonstant ) mol K m pV= RT M pV =const T
29. Isotermiline protsess. Boyle'i- Mariotte 'i seadus. Jääval temperatuuril on antud gaasikoguse rõhu ja ruumala korrutis konstantne . Muutumatuks suuruseks on temperatuur. pV = const T = const
30. Isobaariline protsess. Gay- Lussac 'i seadus. Jääval rõhul on antud gaasikoguse ruumala ja temperatuuri suhe jääv. Muutumatuks suuruseks on rõhk. V/T = const 31. Isohooriline protsess. Charles'i seadus. Jääval ruumalal on antud gaasikoguse rõhu ja temperatuuri suhe jääv.
Muutumatuks suuruseks on ruumala.
p/T = const