3) Kontsentratsioonist (n) 4) Kiirusest (v) 2 p= n Ek 1 Gaasi molekulaarkineetilise teooria põhivõrrand: 3 2 Normaalrõhk: p = 760mmHg 101325 Pa · Temperatuur iseloomustab keha soojuslikku seisundit. Soojushulga juurdeandmine mingile kehale tähendab selle keha molekulide kineetilise energia suurendamist. · Soojushulk on siseenergia, mille keha soojusvahetusel saab või annab ära. (Tähis Q, ühik J). · Temperatuur on molekulide keskmise kineetilise energia mõõt. Võime temperatuuri mõõta energia ühikutes. · Temperatuur on nii mikro kui ka makroparameeter. · Termodünaamika uurib soojusnähtusi eeldamata aine molekulaarset ehitust. · Kehade soojusvahetus sõltub kehade temperatuuridest ja kehade massidest.
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
3) takistus termomeetrid elektri juhtide takistus muutub temperatuuri muutudes. 4) kehade poolt kiiratav valgus sõltub temperatuurist; optilised püromeetrid. Vanasti osati võrdlemisi täpselt mõõta massi, pikkust jne, kuid esimese väga algelise objektiivse soojusmõõtja töötas välja G. Galilei. Teaduses kasutatakse kelvini skaalat. Kelvini skaala algab absoluutsest 0 temperatuurist see on temperatuur, mille puhul lakkab molekulide soojus liikumine. Sellest madalamat temperatuuri ei eksisteeri, seega seal miinus kraadid puuduvad. Kraadi pikkus on võrdne C kraadi pikkusega ( 1 oK = -273,15oC). Absoluutse temperatuuri seos Celsiuse skaalaga on T=t+273 Molekulaarkineetiline teooria ja tema põhi alused. Molekulaar füüsika on füüsika osa, milles õpitakse tundma aine ehitust ja omadusi, lähtudes molekulaarkineetilise teoori põhiseisukohtadest. Käesoleva sajandi alguseks oli loodud molekulaarkineetiline
*) Kondensaatorit võib kasutada praktiliselt igavesti, sest seal ei toimu mingit liikumist ja seega ei ole kuluvaid osasid. * Dielektrik aine, mis ei juhi elektrit. * Elektrimahtuvus C ~E (materjal, mis on dielektrikuks) * S (plaatide pindala) / d (plaatide kaugus) -) Ühik = farad (1F = 1C/1V) 5.1.4 Takistus * Takistus sõltub temperatuurist. * Ülijuhtivus hästi madalatel temperatuuridel takistus kaob. 5.1.5 Töö. Võimsus * Mehaaniline töö A [1J]; soojus Q [1J] * Võimsus N [1W] * A = N * t [1J = 1W * 1s] (1kWh) 5.1.6 Jada- ja rööpühendus * Jadaühendus: R = R1 + R2 + ... +Rn * Rööpühendus: 1/R = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn *I=U/R -) I = E / R+r 5.1.7 Magnetism * Liikuvate laengute ümber tekib magnetväli. Suund on selgitatav kruvireegliga. *
sõltuvad viisist kuidas süsteemi viiakse ühest olekust teise. 3.1.2. Termodünaamika 1.printsiip: Termodünaamika I printsiip seob süsteemile antud soojushulga dQ sellest tuleneva siseenergia muudu dU ja süsteemi poolt protsessi käigus tehtud mehhaanilise töö dA. dU=dQ-dA Kui on tegemist soojusvahetusega jääval temperatuuril, T=const. , siis süsteemi siseenergia ei muutu ja kogu soojushulk realiseeritakse süsteemi mehhaanilise töö näol. Järelikult kui dU=0, siis dQ = dA Kui süsteem annab soojust ära , siis süsteemi ruumala väheneb ja süsteemi poolt tehtud töö arvväärtus on negatiivne. On võimalk ka olukord kus süsteem mehhaanilist tööd ei tee. (V=const.) ja kogu saadud soojushulk kulub siseenergia muuduks. See tähendab, juhul kui dA=0 siis dU=dQ 3.1.3. Ideaalse gaasi olekuvõrrand:
Soojushulk on siseenergia hulk, mis kandub soojusvahetuse teel ühelt kehalt teisele. Q = cmt c aine erisoojus, t temperatuuri muut Q = qm q kütteväärtus (J/kg) Termodünaa- Süsteemile ülekandunud soojushulga arvel suureneb süsteemi siseenergia ja süsteem teeb mika I printsiip mehaanilist tööd. Q = U + A Q süsteemile antud soojushulk, U siseenergia muut, A sisejõudude töö Ringprotsess: U = 0 A =Q A > 0 sisemised jõud Isotermiline protsess: T = 0 U = 0 A = Q teevad tööd, A < 0 Isohooriline protsess: V = 0 A = 0 U = Q välised jõud teevad tööd
· Mõlemad liiguvad erinevatest keskkondades erinevate kiirustega. · Mõlemad levivad allikast igas suunas · Mõlemad peegelduvad samamoodi · Liiga ere valgus ja liiga valju heli tekitavad tervisele kahjustusi. · Sarnased mõisted infraheli ja -valgus, ultraheli ja -valgus. · Heli ei levi vaakumis, valgus aga küll · Valgust tajume silmadega, heli kõrvadega · Valgusega kaasneb tavaliselt soojus · Valgus ja heli levivad erineva kiirusega · Heli levib takistuste taha nn varju ei teki Põhisuurused Põhisuurus Sümbol SI-põhiühik Lühend Mass m kilogramm kg Pikkus l meeter m Aeg t sekund s Sagedus on võrdsete ajavahemike tagant korduvate sündmuste (füüsikas enamasti võngete, impulsside vmt) arv ajaühikus. Sageduse ühik SI-süsteemis on herts (Hz). Sagedus f, periood T.
1. Kulgliikumine. Punktmass. Taustsüsteem. Nihe. Liikumise suhtelisus. Mehaaniliseks liikumiseks nimetatakse keha asukoha muutumist ruumis teiste kehade suhtes aja jooksul. Mehaaniline liikumine on suhteline. Ühe ja sama keha liikumine erinevate kehade suhtes on erinev. Keha liikumise kirjeldamiseks tuleb näidata, millise keha suhtes liikumist vaadeldakse. Seda keha nimetatakse taustkehaks. Taustkehaga seotud koordinaatide süsteem (x,y ja z telg, kulgliikumisel ka vaid x-telg) ja kell aja arvestamiseks moodustavad taustsüsteemi, mis võimaldab määrata liikuva keha asendit mis tahes ajahetkel. Igal kehal on kindlad mõõtmed. Keha eri osad asuvad ruumi eri kohtades. Siiski puudub paljudes ülesannetes vajadus näidata keha üksikute osade asendit. Kui keha mõõtmed, võrreldes kaugustega teiste kehadeni, on väikesed, siis võib seda keha lugeda ainepunktiks (punktmassiks). Nii võib näiteks toimida, uurides planeetide liikumist ümber Päikese. Liikumist, mille korral keh
kirjeldamisel. Nendeks on suurused, mida on võimalik hõlpsasti mõõta, näiteks ainekoguse mass, rõhk, ruumala, temperatuur . Suurusi rõhk, ruumala ja temperatuur nimetatakse ka olekuparameetriteks. Olek ei tähenda siin mitte agregaatolekut, vaid ainekoguse seisundit, mis on määratud olekuparameetrite p, V ja T konkreetsete väärtuste kogumiga. Kui ühte olekuparameetrit muuta, muutub ka vähemalt üks teine olekuparameeter. 4.1.1. Temperatuur, soojus ja siseenergia Soojusõpetuse üheks põhimõisteks on temperatuur. Temperatuuril ei ole lühikest ja kõikehõlmavat definitsiooni. Sageli öeldakse , et temperatuur on füüsikaline suurus, mis iseloomustab keha soojuslikku seisundit ja on määratud keha molekulide soojusliikumise kineetilise energiaga. Molekulide soojusliikumine esineb mitmel kujul. Tahkistes molekulid võnguvad kindlate tasakaaluasendite ümber, vedelikes toimub lisaks võnkumisele veel
suuruselt võrdsed, kuid vastassuunalised. F1=-F2. Need jõud ei tasakaalusta teineteist, sest nad mõjuvad eri kehadele 3 Jõud on vastikmõju mõõduks ja seda mõõdetakse kas tuntud massiga kehale antud kiirenduse või deformatsiooni suuruse abil. Jõu ühikuks on 1 N=1 kg*m/s 2. Newtoni II seadust võib esitada ka kujul F=∆p/∆t, kus ∆t on ajavahemik ja ∆p impulsi muut. Mehaanika põhivõrrandiks peetakse Newtoni II seadust ehk a=F/m Resultantjõud on kogu kehale mõjuv jõud. Resulatatntjõu arvutamiseks tuleb liita kõikide kehale mõjuvate jõudude vektorid. Vastastikmõju: gravitatsiooniline, nõrk, elektromagnetiline, tugev. 9. LIIKUMISE DIFERENTSIAALVÕRRAND JA SELLE LAHENDAMINE. LIIKUMISOLEKUTE SAMAVÄÄRSUS. 10.LIIKUMISE PÖÖRATAVUS JA DETERMINEERITUS. 11. GRAVITATSIOONISEADUS. KEPLERI SEADUSED. RASKE JA
Gaasi rõhk alaneb adibaatilisel paisumisel kiiremini kui isotermilisel paisumisel. Soojushulk. Soojuse ülekanne- keha siseenergia muutmise protsess, mille puhul tööd ei tehta. See toimub kehade otsesel kokkupuutel, või ka siis kui kehad on üksteisest kaugemal. Kui keha saab soojust juurde, siis tema siseenergia suureneb ja vastupidi. Soojushulk- soojuse edasiandmise protsessis keha poolt saadud või antud energia mõõt. Ühik dzaul (J) (vahest calor-cal) Dzaul on soojushulk, mis on vajalik ühe kg vee soojendamiseks 1 kraadi võrra Calor on soojushulk, mis on vajalik ühe g vee soojendamiseks 1 kraadi võrra. Soojusmahtuvus. Erisoojus. Soojusmahtuvus- soojushulk, mis on vaja keha (mitte vee) soojendamiseks 1 kraadi võrra. Mida suurem on keha mass, seda suurem on soojumahtus ja seda enam on soojust vaja tema soojendamiseks 1 kraadi võrra. Keha soojumahtuvus võib sõltuda keha massist ja ainest, millest keha koosneb,
· Ruumala aine hulka iseloomustav suurus Esimene süsteem · Termodünaamilisi seoseid hakatakse kirjeldama ideaalse gaasi abil · Ideaalne gaas 1) molekulidevahelised jõud puuduvad, 2) molekulid on punktmassid · Sellises süsteemis kirjeldatakse termodünaamiliste parameetrite vahelised seosed ja uritakse miks muutused tekivad Keskkonnafüüsika- soojus Mõisted · Soojus on ühelt süsteemilt teisele energia ülekandumise mikroskoopiline moodus. Siin kandub üle ainult siseenergia ning see jääb ka uues süsteemis mikroosakeste korrapäratu liikumise energiaks. · Teiseks energia ülekandumise viisiks on töö, millega saab üle kanda mistahes energia vormi mistahes teiseks vormiks. Soojuse ülekande viisid · 3 viisi · Soojusjuhtivus- vaja kontakti kehade vahel · Konvektsioon- vaja keha osade liikumist
Põhivara aines Füüsikaline maailmapilt Maailm on kõik see, mis on olemas ning ümbritseb konkreetset inimest (indiviidi). Indiviidi põhiproblee- miks on tunnetada oma suhet maailmaga omada adekvaatset infot maailma kohta ehk maailma- pilti. Selle info mastaabihorisondi rõhutamisel kasutatakse maailmaga samatähenduslikku mõistet Universum. Maailma käsitleva info mitmekesisuse rõhutamisel kasutatakse maailma kohta mõistet loodus. Religioosses käsitluses kasutatakse samatähenduslikku mõistet (Jumala poolt) loodu. Inimene koosneb ümbritseva reaalsuse (mateeria) objektidest (aine ja välja osakestest) ning infost nende objektide paigutuse ning vastastikmõju viiside kohta. Selle info põhiliike nimetatakse religioossetes tekstides hingeks ja vaimuks. Vaatleja on inimene, kes kogub ja töötleb infot maailma kohta. Vaatleja tunnusteks on tahe (valikuvabaduse olemasolu), aistingute saami
Põhivara aines Füüsika Maailm on kõik see, mis on olemas ning ümbritseb konkreetset inimest (indiviidi). Indiviidi põhiproblee- miks on tunnetada oma suhet maailmaga omada adekvaatset infot maailma kohta ehk maailma- pilti. Selle info mastaabihorisondi rõhutamisel kasutatakse maailmaga samatähenduslikku mõistet Universum. Maailma käsitleva info mitmekesisuse rõhutamisel kasutatakse maailma kohta mõistet loodus. Religioosses käsitluses kasutatakse samatähenduslikku mõistet (Jumala poolt) loodu. Inimene koosneb ümbritseva reaalsuse (mateeria) objektidest (aine ja välja osakestest) ning infost nende objektide paigutuse ning vastastikmõju viiside kohta. Selle info põhiliike nimetatakse religioossetes tekstides hingeks ja vaimuks. Vaatleja on inimene, kes kogub ja töötleb infot maailma kohta. Vaatleja tunnusteks on tahe (valikuvaba- duse olemasolu), aistingute saamine (rea
teadmata, need peegeldavad looduse omapära. Impulsi jäävuse seadust kasutab reaktiivliikumine, mille põhjustab kehast eemale paiskuv keha osa (raketi korral on selleks väljapaiskuv gaas). 4.3. Termodünaamika I printsiip Termodünaamikas vaadeldakse protsesse tavaliselt suletud ehk soojuslikult isoleeritud süsteemis, kus ei toimu ka aine vahetust ümbritseva keskkonnaga (näiteks suletud termospudel). Suletud süsteemis kehtib termodünaamika esimene printsiip: süsteemile juurdeantav soojushulk kulub süsteemi siseenergia suurendamiseks ja mehaaniliseks tööks , mida tehakse välisjõudude vastu: Q = U + A, kus Q on juurdeantav soojushulk, U siseenergia suurenemine ja A välisjõudude vastu tehtud töö (paisumise töö). Kuna soojus ja töö on ekvivalentsed energiaga, võib ka öelda, et energia ei teki ega kao, vaid läheb ühest liigist teise. Sellist sõnastust tuntakse energia jäävuse seadusena. 4.4. Termodünaamika II printsiip
Põhivara aines Füüsikaline maailmapilt Maailm on kõik see, mis on olemas ning ümbritseb konkreetset inimest (indiviidi). Indiviidi põhiproblee- miks on tunnetada oma suhet maailmaga omada adekvaatset infot maailma kohta ehk maailma- pilti. Selle info mastaabihorisondi rõhutamisel kasutatakse maailmaga samatähenduslikku mõistet universum. Maailma käsitleva info mitmekesisuse rõhutamisel kasutatakse maailma kohta mõistet loodus. Religioosses käsitluses kasutatakse samatähenduslikku mõistet (Jumala poolt) loodu. Inimene koosneb ümbritseva reaalsuse (mateeria) objektidest (aine ja välja osakestest) ning infost nende objektide paigutuse ning vastastikmõju viiside kohta. Selle info põhiliike nimetatakse religioossetes tekstides hingeks ja vaimuks. Hing on inimeses sisalduva info see osa, mis on omane kõigile indiviididele (laiemas tähenduses kõigile elusolenditele). Hinge olem
1) Kontsentratsioonist (n) 2) Kiirusest (v) 2 Gaasi molekulaarkineetilise teooria põhivõrrand: p n Ek 3 Normaalrõhk: p 760mmHg 101325 Pa Temperatuur iseloomustab keha soojuslikku seisundit. Soojushulga juurdeandmine mingile kehale tähendab selle keha molekulide kineetilise energia suurendamist. Soojushulk on siseenergia, mille keha soojusvahetusel saab või annab ära. (Tähis Q, ühik J). Temperatuur on molekulide keskmise kineetilise energia mõõt. Võime temperatuuri mõõta energia ühikutes. Temperatuur on nii mikro kui ka makroparameeter. Termodünaamika uurib soojusnähtusi eeldamata aine molekulaarset ehitust. Kehade soojusvahetus sõltub kehade temperatuuridest ja kehade massidest.
2). Raketi sabas ja ninas istujad näevad seda tähtsat sündmust muidugi ühel ja samal hetkel toimuvat, kuna signaal liigub mõlemani ühe ja sama kiirusega ning valgusel on läbida mõlema vaatlejani ühepikkune tee. Kõrvaltvaatajale aga tundub, et raketi ahtrini jõuab valgus kiiremini, sest signaali levimise ajal tuleb ahter signaalile vastu, raketi esiots aga vastupidi, eemaldub kohast, kus tikku tõmmati. Kuna kiirus on ühesugune, aga teepikkus erinev, kulub signaalil levimiseks erinev ajavahemik. Niisiis on juba esimestes mõttearendustes palju harjumatut. Jõudu edaspidiseks! 2 3 4 5 RINGLIIKUMINE 1.1. ÜHTLANE RINGLIIKUMINE JA PÖÖRDLIIKUMINE Ühtlane liikumine mööda ringjoont (tiirlemine) on üks lihtsamaid perioodilisi liikumisi. Keha liikumist mööda
2) Kiirusest (v) 2 Gaasi molekulaarkineetilise teooria põhivõrrand: p n Ek 3 Normaalrõhk: p 760mmHg 101325 Pa Temperatuur – iseloomustab keha soojuslikku seisundit. Soojushulga juurdeandmine mingile kehale tähendab selle keha molekulide kineetilise energia suurendamist. Soojushulk on siseenergia, mille keha soojusvahetusel saab või annab ära. (Tähis Q, ühik J). Temperatuur on molekulide keskmise kineetilise energia mõõt. Võime temperatuuri mõõta energia ühikutes. Temperatuur on nii mikro – kui ka makroparameeter. Termodünaamika – uurib soojusnähtusi eeldamata aine molekulaarset ehitust. Kehade soojusvahetus sõltub kehade temperatuuridest ja kehade massidest.
2 Sfääriline ja tasapinnaline laine 8.3 Lainete interferents 8.4 Lainete difraktsioon 8.5 Laine levimiskiirus elastses keskkonnas 8.6. Doppleri efekt 9. MOLEKULAARFÜÜSIKA 9.2 Ideaalse gaasi mõiste 9.3 Molekulaarkineetilise teooria põhivõrrand 9.4 Aine siseenergia. Ideaalse gaasi siseenergia. Temperatuur ja selle seos ideaalse gaasi siseenergiaga. 9.5 Avogadro seadus. Ideaalse gaasi olekuvõrrand ehk Mendelejev-Clapeyroni võrrand. 9.6 Isoprotsessid 9.7 Gaasi töö. Soojushulk. Siseenergia 9.8 Gaasi töö ja soojusvahetus isoprotsessidel 9.9 Adiabaatiline protsess 10.STAATILINE ELEKTRIVÄLI VAAKUMIS 10.1 Coulombi seadus vaakumis. Elektrilaengu jäävuse seadus 10.2 Elektriväli 10.3 Millikani katse elektroni laengu määramiseks 10.4. Elektrivälja potentsiaal 10.5 Töö laengu liikumisel elektriväljas 10.6 Elektrivälja tugevuse ja potentsiaali vaheline seos. 10.7 Elektrivälja graafiline kujutamine 10.8 Elektrivälja tugevuse vektori voog
0 K) vastab soojusliikumise täielik peatumine. Gaas, vedelik ja tahkis erinevad molekulide liikumisvabaduse poolest. Gaasis on molekulide keskmised vahekaugused tunduvalt suuremad molekulide mõõtmetest. Vedelikus ja tahkises on molekulide vahekaugused mõõtmetega samas suurusjärgus. Soojus on energia liik. Kui see energia läheb ühelt kehalt teisele, siis räägitakse ülekantavast soojushulgast Q. Soojushulga ühikud: 1 cal (kalor) = 4,186 J. Keha soojusmahtuvus C näitab, kui suur soojushulk tuleb sellele kehale anda, et tõsta tema temperatuuri ühe kraadi võrra. C = Q / T . Soojusmahtuvuse SI-ühikuks on J / K. Aine erisoojus c näitab, kui suur soojushulk tuleb anda selle aine ühikulise massiga kogusele, et tõsta tema temperatuuri ühe kraadi võrra. c = Q / (m T) . Erisoojuse SI-ühikuks on J / (kg . K) . Seega ülekantav soojushulk Q = c m T ja keha soojusmahtuvus C = c m. Aine moolsoojus on ühe mooli selle aine soojusmahtuvus. Gaasi moolsoojus isobaarilisel
süsteemi kirjeldus) [2] 18 Üldine energiajäävuse seadus suletud süsteemi koguenergia on ajas muutumatu. [6] Dissipatiivne süsteem = mittekonservatiivne süsteem (nt süsteem, kus mõjuvad takistusjõud). E kogu - kogu energia; U meh - mehaaniline energia U soojus - soojusenergia U sise - siseenergia 25. Perioodiliste liikumiste üldised iseloomustavad suurused periood ja sagedus (definitsioon, valem, valemianalüüs), nende sisuline erinevus/sarnasus? Periood on millegi korduva muutuse tsükli kestus. Perioodi tähistatakse enamasti suure ladina tähega: T. Selle ühik SI-süsteemis on: 1 s (sekund) Periood on pöördvõrdeline sagedusega: 1 T= f kus T on periood
hermeetilise kolviga suletud silindris, kusjuures kolb võib vabalt edasi-tagasi liikuda. Charles'i seadus. Jääval rõhul muutub mingi kindla gaasikoguse ruumala võrdeliselt temperatuuriga. p constV/T=const 3. Isohooriline protsess. Protsessi käigus ei muutu gaasi ruumala, näiteks gaasi kuumutamine suletud anumas, mille soojuspaisumine on tähtsusetult väike. Gay-Lyssac'i seadus. Jääval ruumalal muutub mingi gaasikoguse rõhk võrdeliselt temperatuuriga. 30. Gaasi töö. Soojushulk. Siseenergia. Gaas teeb tööd paisumisel, kusjuures töö tehakse gaasi siseenergia arvel. On võimalikud järgmised variandid: 1) gaas paisub, dV 0 A 0 , gaasi siseenergia väheneb tehtud töö arvel; 2) gaas surutakse kokku, dV 0 A 0 , gaasi siseenergia suureneb, gaasi kallal teevad tööd välised jõud. U=Q-A See valem väljendab energia jäävuse seadust termodünaamikas ja kannab termodünaamika esimese seaduse nime. Termodünaamika esimene seadus
deformeerunud kehas. Isotroopse materjali, hälbeks, mõõtühik SI- süsteemis on meeter [m]. see tähendab sellise materjali, mille Suurimat kaugust tasakaaluasendist ehk omadused on kõikides sihtides õhesugused, maksimaalset hälvet nimetatakse puhul jaotub pinge kogu kehas ühtlaselt. võnkeamplituudiks ja selle tähiseks on X0 Võnkumist iseloomustab ajavahemik, mille möödumisel liikumine uuesti kordub. Aega, mille jooksul keha/füüsikaline suurus sooritab Tangensiaalpinge ühe täisvõnke, nimetatakse võnkumise Nihkemoodul- G perioodiks, mille tähiseks on T ja ühikuks sekund [s].
Soojusisolatsioon. Ülekandenähtused vedelikes. Ülekandenähtused tahketes kehades. Faasisiirded, erinevus agregaatoleku muutusest. Tahkumine ja sulamine. Rekristallisatsioon. Sublimatsioon ja härmatumine. Aurustumine ja kondenseerumine. Keemine. 2 Soojusarvutused Keha siseenergia. Siseenergia muutmise viisid. Soojushulk. Soojusbilansi võrrand. Soojusmahtuvus. Soojusliku tasakaalu olek. Soojusliku tasakaalu võrrand. Soojustehnilised arvutused. 11. KLASS Termodünaamika: (15h) Töö termodünaamikas ja selle geomeetriline tõlgendus. Termodünaamika I seadus. Termodünaamika I seaduse rakendused isoprotsessidele. Adiabaatiline protsess. Ideaalne soojusmasin. Soojusmasina kasutegur. Termodünaamika II seadus. Suletud, avatud süsteemid. Ringprotsess. Pööratavad ja mittepööratavad protsessid
selle ringjoone raadiusega. (Kraadi ja radiaani seos) Nurkkiirus on füüsikaline suurus, mis näitab raadiuse pöördenurka ajaühiku kohta. l = 2f = = t r Nurkkiiruse ja joonkiiruse seos v = r t T= Periood Ajavahemik,mille jooksul keha läbib ühe täisringi. N N võngete arv 1 f = Sagedus Ajaühikus tehtavate täisringide arv. T Kesktõmbekiirendus kõverjoonelisel liikumisel esinev kiirendus, mis on trajektoori v2 an = an = 2 r
on võrdelises sõltuvuses temperatuurist. Ruutkeskmist kiirust saab leida ka valemiga , keskmise kiiruse saab valemist , molekulide tõenäoline kiirus . · Molekuli ruutkeskmise kiiruse valem: rakendused. · Soojusmahtuvus, erisoojus, moolsoojus: dimensioonid. soojusmahtuvus soojushulk dzaulides (J), mis tõstab keha temperatuuri ühe kelvini (K) võrra. 1 kalor (cal) = 4,1868 J. erisoojus soojushulk (J), mis tõstab antud aine massiühiku (kg) temperatuuri 1 K võrra. moolsoojus = soojushulk (J), mis tõstab antud aine ühe mooli temperatuurir 1 K võrra. · Vabadusastmete arv ja moolsoojuste leidmine. Üheaatomilise molekuli liikumisel on kolm vabadusastet (kiirusvektori kolm
lainefrondi pinnal. Koonust nimetatakse Machi koonuseks ja koonuse nurka saab arvutada valemiga Suurust nimetatakse Machi arvuks. Machi arv näitab, mitu korda on laineallika liikumiskiirus suurem laine levimiskiirusest antud keskkonnas. Näiteks märtsis 2004 aastal teatas NASA edukast katsest, kus minilennuk X-43A saavutas kiiruseks 7 Machi. Valguse punanihet kasutatakse universumi paisumise uurimisel. 6. Soojus. Temperatuur on üks seitsmest SI põhiühikust. Igal kehal on temperatuuriks kutsutav omadus. Kui kehad on soojuslikus tasakaalus, siis nende temperatuurid on võrdsed. Seda seadust nimetatakse termodünaamika nullseaduseks. Temperatuurist sõltuvad omadused on elektrijuhtivus, joonpaisuvus, gaasi rõhk suletud ruumis jne. Tempteratuuri ühik on kelvin. 0 K = -273,16o C. Soojus on energia , mida süsteemi ja tema keskkonna temperatuuri erinevuste tõttu üle kantakse. Ühik J (dźaul)
Töö tegemisega kaasneb antud süs. mõjutavate süsteemiväliste kehade ümberpaiknemine. Nii näiteks kolvi nihutamisel gaasiga täidetud silindris teeb kolb gaasi kokkusurumisel tööd A´ . Newtoni 3 seaduse alusel teeb gaas seejuures, avaldades kolvile vastumõju, tööd A= -A´ . Nii nagu ühelt kehalt teisele ülekantud energiahulk võrdub tööga A, mida kehad vastastikku üksteist mõjutades teevad, nii määrab soojuse ülekandel ülekantud energiahulga soojushulk Q. Seega peab süs. siseenergia juurdekasv võrduma seda süs. mõjutavate välisjõudude töö A´ ning talle üleantud soojushulga Q summaga Q=U 2-U1+A´. Paneme võrrandis A´ asemele A ning lahendanud selle Q suhtes, saame: Q=U 2-U1+A. Viimane võrrand väljendab energia jäävuse seadust, s.t. termodün. esimese printsiibi sisu milleks on : süs.-le antud soojushulk läheb süs. siseenergia juurdekasvuks ning töö tegemiseks süsteemi välisjõudude vastu
kiirusvektoriga risti. ak = v2/ r NURKKIIRUS Nurkkiirus on füüsikaline suurus, mis iseloomustab ringjoonelist liikumist. Nurkkiirust mõõdetakse pöördenurga ja selle moodustamiseks kulunud aja suhtega. Tähis , Ühik 1rad/s = - nurkkiirus 1rad/s t - pöördenurk 1rad t aeg 1s Nurkkiiruse ja joonkiiruse vahel kehtib seos: v = r PERIOOD Periood on ajavahemik, mille jooksul ringjoonel liikuv keha teeb ühe täisringi. Võnkliikumise korral on periood ajavahemik, mis kulub ühe täisvõnke sooritamiseks. Perioodi tähis on T, ühik 1s T=t T periood 1s n t aeg 1s n ringjoonel liikuva keha poolt läbitud täisringide arv; võngete arv Periood ja sagedus on teineteise pöördväärtused:
a n = v2/R = 2R -nurkkiirus Nurkkiirendus näitab, kui palju muutub keha nurkkiirus ajaühikus. = ( - 0) / t (rad/sek2) Kiiruse suuruse muutumist näitab tangentsiaalkiirendus. at = r 9. Pöörlemine on ringliikumisega sarnane liikumine, pöörlemisel on aga keskpunkt keha sees. Pöörlemise all mõistetakse jäiga, liikumise käigus mitte deformeeruva keha asendi muutus. = /t raadiuse pöördenurk t selle moodustamiseks kujunud ajavahemik = v/r (nurkkiirus) [rad/s] v= R (joonkiirus) [m/s] = t -nurkkiirus -pöördenurk = ot ± t2/2 10. Mitteühtlane liikumine, nende iseloomulikud parameetrid kiirus muutub 11. Ühtlane liikumine a=0 V=const Keha sirgjooneline liikumine, mille puhul keha massikese või masspunkt läbib liikumise kestel ajavahemike jooksul võrdsed teepikkused. 12.Nurkkiirus näitab, millise pöördenurga sooritab keha ajaühikus. []=[rad]/[sek]
Järjelikult muutub id. gaasi temp. muutumisel kindlasti gaasi siseenergia. Kui temperatuur on jääv, siis id. gaasi siseenergia ei muutu. Kasutades id. gaasi olekuvõrrandit ja eelmist valemit, saame id. gaasi siseenergia arvutamiseks valemi: U=3/2pV. Töö: erinevates isoprotsessides avaldub töö erinevalt. Isotermiline:T=const ja U=0 seega A=Q= v1v2pdV=c ln(V2/V1) Isohooriline: V=const ning kuna ruumala ei suurene, siis tööd ei tehta. Kogu soojushulk, mille keha saab läheb siseenergia suurendamiseks ehk ka temp tõstmiseks Isobaariline:p=const A=v1v2dV=p(V2-V1) Adiabaatiline: soojusvahetust süsteemide vahel ei toimu Q=0 A=v1v2 cV- dV=c1(V2-+1-V1-+1) 5.Soojusmahtuvused CV, CP Keha soojusmahtuvus on soojushulk mis on vaja selle keha temp tõstmiseks 1° võrra. Gaaside soojusmahtuvus sõltub termodünaamilisest protsessist. Isohoorilisel protsessil (konstantsel ruumalal) kulub
soojusvahetust) Q=0 ΔU=-A, p1V1 G=p2V2 G, G= i+2/i 30,* Erisoojus jääval rõhul ja jääval ruumalal. Erisoojus jääval rõhul- Kui gaasi jääval rõhul soojendada, siis gaas paisub, tehes pos. tööd. Järelikult on sel juhul gaasi temp-i tõstmiseks tarvis rohkem soojust kui soojendamisel jääva ruumala korral (osa soojust kulub gaasi paisumistööks). Gaasi temp tõstmiseks on vaja rohkem soojust kui soojendamisel jääva ruumala korral. Erisoojus Ce on soojushulk, mis kulub, et tõsta ühikulise massiga keha soojust ühe kraadi võrra. (J/kg*K) Erisoojus jääval rõhul on suurem erisoojusest jääval ruumala universaalse gaasikonstandi võrra. Cp=Cv+R 31,* Adiabaatiline protsess ja adiabaadi võrrand. Adiabaatiline protsess on protsess, mille vältel süsteem ei ole väliskeskkonnaga c p i+2 soojusvahetuses. p1V1 ϰ =p2V