Soojusõpetus Soojusõpetus tegeleb: (molekulaarfüüsika ja termodünaamika) 1. Mateeria liikumise soojusliku vormiga. See on: · Soojuse üleminek ühelt kehalt teisele,soojuspaisumine ja muud makroskoopilised nähtused · Molekulide kaootiline ehk soojusliikumine 2. Molekulide liikumise iseloomu ja molekulidevahelise vastastikmõjuga Molekulaarfüüsika uurib soojusnähtusi mikromaailma baasil. Termodünaamika uurib soojusnähtusi makromaailma baasil. Molekulaarfüüsika alused Molekulaarfüüsika kirjeldab ainete omadusi tuginedes kolmele eeldusele: · Kõik ained koosnevad molekulidest · Molekulid on pidevas kaootilises liikumises / soojusliikumises · Molekulide vahel on vastastikmõju Aine omadusi kirjeldatakse parameetrite abil. Parameetriks on mingi füüsikaline suurus, mis kirjeldab aine omadusi või olekut. Parameeter erineb muutujast selle poolest, et muutuja võib omada suvalisi väärtusi
Kui meil on mingi n osakesest koosnev suletud süsteem, siis loetakse seda süsteemi mehaanika seisukohalt täielikult kirjeldatuks siis, kui me saame iga süsteemi osakese jaoks välja kirjutada liikumise võrrandi s.t. võrrandi, mis kirjeldab osakese asukoha mistahes ajahetkel ja lisaks sellele iga osakese jaoks kulgliikumise dünaamika põhivõrrandi. Vaid sellisel viisil on võimalik täielikult kirjeldada n osakesest koosnevat süsteemi mehaanikas. Kui meil on tegemist molekulaarfüüsika objektiga, siis peab arvestama, et ühes kuupsentimeetris gaasis, näiteks õhus, on normaalsetel tingimustel ligikaudu 1023 molekuli. Selleks, et kirjeldada nii suurte osakeste arvuga süsteemi, tuleb välja kirjutada ligikaudu 1023 liikumise võrrandit kujul s=f(t). Ja täpselt sama palju kulgliikumise dünaamika põhivõrrandeid. Sellist ülesannet antud viisil ei lahendata ja isegi kui lahendada see ülesanne antud viisil, siis kuluks selleks kohutaval hulgal aega.
Ideaalne gaas-on väga hõre gaas.Mikroparameetrid-iseloom ainet seesmiselt, ei Ole otseselt mõõdetavad(molekulmass, molekulikiirus, konsentratsioon). Gaasi rõhk on võrdeline molekulide keskmise kineetilise energiaga.Avogadro arv-osakeste arv ühes moolis aines.Temperatuur iseloomustab süsteemi või keha soojuslikku olekut. Celsiuse poolt leiutatud skaalaga termomeetril oli vee keemispunkt võetud 0 kraadiks ja jää sulamispunkt oli -100 kraadi. Molekulaarfüüsika põhivõrrand Gaasi rõhu sõltuvusest mikroparameetritest. Absoluuutne temperatuur ja tema seos keskmise kineetilise energiaga. Molekulide kiirused molekulide jaotus kiiruste järgi Ideaalse gaasi olekuvõrrand Isoprotsesside graafikud. Soojushulk erisoojus sulamissoojus aurustumissoojus kütteväärtus soojusmahtuvus. Soojusliikumine on aineosakeste pidev korrapäratu liikumine. Liikumiste iseloom eri agregaatolekutes:
Lainepikkus ...kaugus kahe lähima sarnase laineelemendi (nt lainehari) vahel Tähis : lambda Ühik : meeter (m) Laine levimise kiirus ... näitab, kui kaugele mingi kindel lainepunkt (nt lainehari) levib ajaühiku jooksul V= / T = f v- kiirus (m/s) , - lainepikkus (m), T- periood (s), sagedus (l/s) ühe perioodi vältel jõuab laine edasi ühe lainepikkuse võrra. Soojusõpetus on .... .... füüsika osa, mis hõlmab: Molekulaarfüüsika Termodünaamika Aine ehituse alused Faasisiirded Jaotuse aluseks on see, kuidas ja millised soojusnähtusi kirjeldatakse. Molekulaarfüüsika ..kasutatakse soojusnähtuse kirjeldamiseks molekule iseloomustavaid suurusi: Molekuli kiirus Molekuli mass Molekuli impulss ...jne Termodünaamika ...kasutatakse soojusnähtuste seletamiseks kogu ainehulka iseloomustavaid suurusi: Temperatuur Rõhk Ruumala Aine ehitus
Meie isiklik ettekujutus ümbritsevast loodusest makromaailm Koolifüüsika Mehaanika Soojusõpetus Elektro magnetism Füüsika Optika Aine struktuur Universumi õpetus Mehaanika Mehaanika Kinemaatika Dünaamika Staatika Soojusõpetus Soojusõpetus Molekulaarfüüsika Molekulaar- Termo- kineetiline Aine ehitus dünaamika teooria Elektromagnetism Elektromagnetism Elektro magnet Elekter Magnetism võnkumised ja lained Optika Optika Geomeetriline Laineoptika Kvantoptika optika Aine struktuur
Molekulaarfüüsika alused · Molekulaarfüüsika põhialused: 1) Kõik ained koosnevad osakestest. 2) Oakesed on pidevas korrapäratus liikumises. 3) Osakeste vahel mõjuvad väikestel kaugustel nii tõmbe- kui ka tõukejõud. · Soojusliikumine aineosakeste pidev korrapäratu liikumine, mille iseloom sõltub aine agregaatolekust. · Ainehulk () 1 mool on ainehulk, milles on Avogadro arv (NA = 6, 02 · 1023 1/mol) molekule. · Molaarmass () 1 mooli antud aine mass (kg/mol).
noomia''. Astroloogiat peetakse psedoteaduseks. Astrofüüsika on astronoomia haru, mis tegeleb universumi füüsikaga, sealhulgas taevakehade ning tähtedevahelise keskkonna omaduste uurimisega. Astrofüüsikud rakendavad oma töös tavaliselt mitmeid füüsika harusid ning mehaanika, elektromagnetism, statistiline mehaanika, termodünaamika, kvantmehaanika, relatiivsusteooria, tuuma-ja elementaarosakeste füüsika, aatomifüüsika ja molekulaarfüüsika. Astronoomiamärgid on enamasti vana- ja keskajast pärinevad sümbolid, mis astronoomiakirjanduses, eriti kalendris, tähistavad taevakeha, tema aspekti ja faasi ning kuulamist zodiaaki, taevasfääri erilisi punkte ja nädalapäevi. Astronoomiaga on tihedalt seotud füüsika ja matemaatika. Need kolm teadust on üksteist oluliselt mõjutanud. Füüsikateooriaid saab paljudel juhtudel kontrollida ainult kosmolistes mastaapides või kosmilistel energiarikastel objektidel.
SOOJUSÕPETUS Molekulaarfüüsika alused *kõik ained koosnevad molekulidest *molekulid on pidevas kaootilises liikumises *molekulide vahel on vastastikmõju aine omadusi kirjeldatakse parameetrite abil parameeter- nim füüsikalist suurust, mis kirjeldab aine olekut või omadusi Parameetrite liigid: 1)makroparameetrid- füüsikalised suurused, mida saab mõõta (nt: mass, pikkus...) 2)mikroparameetrid- füüsikalised suurused, mida kasutatakse aine üksiku molekuli kirjeldamisel
Olulisemad molekulaarfüüsika mõisted: Agregaatolek aine oleku vorm, mille määravad molekulide soojusliikumise iseärasused. See sõltub välistingimustest, peamiselt rõhust ja temperatuurist. Tavaliselt eristatakse kolme agregaat olekut: gaasilist, vedelat, tahket. Amorfne keha tahkis milles esineb aatomite või molekulide lähikorrastatus. Amorfse keha siseehitus sarnaneb vedeliku siseehitusega, kuid amorfne keha säilitab nii kuju kui ruumala. Pikaajalisel seismisel amorfsed kehad kristalliseeruvad, sest nende siseenergia on suurem kui samast ainest kristall tahkisel. Aur kriitilisest temperatuurist madalama temperatuuriga gaas. Avogadro arv võrdne osakeste arvuga ühes moolis aines, osakesteks võivad olla aatomid, molekulid, ioonid, elektronid ja teised. Difusioon molekulide kaootilise liikumise tõttu toimuv ainete segunemine. See toimub nii gaasides vedelikes kui tahkistes. See on pöördumatu protsess, mille käigus toimub süsteem...
MOLEKULAARFÜÜSIKA ALUSED: Tahke- asukoht: korrapäraselt; liikumine: aineosakesed võnguvad oma kindlas kohas; side: väga tugev. Vedel- asukoht: üksteise lähedal, muutub kergesti; liikumine: aineosakesed võnguvad ja asukoht muutub; side: tugev. Gaas- asukoht: hõre, kaootiline; liikumine: kaootiline; side: väga nõrk. Keerukam on kirjeldada tugevat sidet ja kõige lihtsam kirjeldada gaasi. Gaasi molekulaarkineetiline mudel- eeldused: aine koosneb molekulidest; molekulid on pidevas kaootilises liikumises; molekulide vahel on vastastikumõju. Ideaalse gaasi mudel molekulid on punktmassid; põrked absoluutselt elastsed; vastastikumõju aineosakeste vahel puudub. Normaaltingimustes on gaasid hästi kirjeldatavad. Makrotasandi parameetrid: rõhk-P, temp-T, mass-M, ruumala-V, aine kogus-mool. Mikrotasandil: molekuli mass-m, molekuli kiirus-v, molekulide arv-N. Rõhk näitab missugune jõud mõjub pindala ühikule. Osakeste kiirused: raskemad molekulid...
Molekulaarfüüsika 1.Mikroparameetrid Molekulmass- m0 (kg) Molekulide keskmine kiirus- v 1m/s Molekulide konsentratsioon- molekulide arv 1m3 =m-3 Molekulide keskmine kineetiline energia 1J (8)Molaarmass- ühe mooli mass M M = (9)Ainehulk- µ-nüü 1mol µ= 1mol=ainekogus milles on avokadro arv molecule 6*1023(1/mol) mol-1 µ= 2.Makroparameetrid Füüsikalised suurused mis iseloomustavad suurt aine kogust Aine mass- m(kg) Rõhk- p= Ruumala V(m3) Temperatuur t(c) T(K) =273 Tihedus: S= S=m0*n 3.Ideaalse gaasi mudeli lihtsustused: 1)Molekulid on punktmassid(ei arvestata ruumala, arvestatakse massi) 2)Molekulide põrked anuma seintega on absoluutselt elastsed(põrkel kiiruse väärtus ei muutu) Molekuli energia ei lähe kaduma) 3)Tõmbe ja tõukejõud molekulide vahel puuduvad. 4.Temperatuur: Füüsikaline suurus(makroparameeter) mis iseloomustab keha(kehade süsteemi soojusl...
Molekulaarfüüsika 1. Loetle molekulaarkineetilise teooria kolm põhiseisukohta. Millist gaasi nimetatakse ideaalgaasiks? 1) Kõik ained koosnevad molekulidest(aatomitest) 2) Molekulid on pidevas liikumises(soojusliikumine) – lakkamatu, korrapäratu liikumine 3) Kõik aineosakesed on omavahel vastastikmõjus Ideaalgaas – molekulide vahel puudub vastastikmõju 2. Kuidas on määratletud aatommass, molekulmass, molaarmass, ainehulk 1 mool, Avogadro arv? Millised on nende suuruste mõõteühikute nimetused? Aatommass mrx– ühe aatomi mass (amü) Molekulmass Mr– ühe molekuli mass (amü) Molaarmass MX – ühe mooli mass (kg/mol) Ainehulk 1 mool –selline kogus ainet, mille mass grammides võrdub selle aine aatom- või molekulmassiga (mol), tähis (nüü) Avogadro arv NA – ühes moolis sisalduv aatomite või molekulide arv (1/mol) 3. Millised suurused määravad gaasi oleku (seisundi)? Rõhk (p), ruumala (V) ja temperatu...
Kordamine füüsika eksamiks Mõõtmine- mõõdetava suuruse võrdlemine teise samalaadse suurusega, mis on loetud ühikuks. SI- süsteemi ühikud: · pikkus- l; d; s m · aeg- t; T s · mass- m kg · ainehulk mol · temperatuur- T K (kelvin) · voolutugevus - I A (amper) · valgustugevus- I cd (kandela) · nurk - ; rad (radiaan) Ühtlane liikumine- keha läbib mistahes omavahel võrdsetes ajavahemikes võrdsed teepikkused. Ühtlaselt muutuv liikumine- liikumine mi...
tuletage maksimumi ja miinimumi tingimus. 78. Mis on lainete difraktsioon ja millise printsiibiga seda seletatakse? Tehke seletav joonis. 79. Millised on Einsteini erirelatiivsusteooria kaks postulaati? 80. Lähtudes sündmuse definitsioonist ja Galilei teisendustest, tuletage erirelatiivsusteooria koordinaatide teisendusvalemid.? 81. Lähtudes koordinaatide teisendusest, tuletada erirelatiivsusteooria aegade teisendusvalemid. 82. Mida uurib molekulaarfüüsika? Mida uurib termodünaamika? 85. Mis on aatommass, molekulmass, mool ja molaarmass? 86. Mis on ideaalne gaas? 87. Lähtudes ideaalse gaasi olekuvõrrandist, leidke seos isotermilise protsessi oleku kirjeldamiseks. Tehke graafik. 88. Lähtudes ideaalse gaasi olekuvõrrandist, leidke seos isohoorilise protsessi oleku kirjeldamiseks. Tehke graafik. 89. Lähtudes ideaalse gaasi olekuvõrrandist, leidke seos isobaarilise protsessi oleku kirjeldamiseks. Tehke graafik. 90
Kordamisküsimused kontrolltööks ,,Molekulaarfüüsika" 1. Loetle molekulaarkineetilise teooria kolm põhiseisukohta. Millist gaasi nimetatakse ideaalgaasiks? Kõik ained koosnevad molekulidest(aatomitest) Molekulid on pidevas liikumises(soojusliikumine) (lakkamatu ja korrapäratu liikumine) Kõik ained on omavahel vastastikmõkus. Ideaalgaas gaas, mille molekulidevaheline vastastikmõju puudub (vastastikmõju on nii nõrk, et me ei arvesta sellega) 2. Kuidas on määratletud aatommass, molekulmass, molaarmass, ainehulk 1 mool, Avogadro arv? Millised on nende suuruste mõõteühikute nimetused? Molaarmass on aine ühe moli mass. MX kg/mol Avogadro arv on ühes molis sisalduv aatomite arv. N A=6,02 x 10231/mol 1 mool on selline kogus ainet, mille mass grammides võrdub selle aine aatommassiga. Elemendi aatommassiks nim suhtelist suurust, mis leitakse jagades elemendi mol...
Kordamisküsimused kontrolltööks „Molekulaarfüüsika“ 1. Loetle molekulaarkineetilise teooria kolm põhiseisukohta. Millist gaasi nimetatakse ideaalgaasiks? Kõik kehad koosnevad molekulidest Molekulid on pidevas kaootilises liikumises Kõikide kehade molekulid on seotud vastastikmõjuga Ideaalgaas on reaalse gaasi lihtsustatud mudel,(1)kus gaasimolekulid loetakse punktmassideks,(2)molekulide põrked anuma seintega on absoluutselt elastsed ning (3) molekulide vahel puudub vastastikmõju. 2. Kuidas on määratletud aatommass, molekulmass, molaarmass, ainehulk 1 mool, Avogadro arv? Millised on nende suuruste mõõteühikute nimetused? Aatommass – ühe aatomi mass aatommassiühikutes – ühik 1/12 süsiniku aatomi C12 massist Molekulmass – ühe molekuli mass aatommassiühikustes – ühik Molaarmass - ühe mooli aine mass...
· Lainevõrrand kirjeldab füüsikaliste lainete levikut, . · 10. Superpositsiooni printsiip. Seisevlaine. · Lainete liitumisel kehtib superpositsiooni printsiip, mille kohaselt nad liituvad üksteist häirimata. Lainete liitumisefektide üheks näiteks on seisevlaine, mis saadakse kahe vastassuunalise sama amplituudiga laine liitumisel: , kus seisevlaine amplituud väärtus sõltub asukohast. Seisevlaine sagedusspekter on diskreetne. · III. Molekulaarfüüsika ja termodünaamika. · 1. Termodünaamiline ja statistiline uurimismeetod. · Termodünaamika uurib suurest arvust osakestest koosnevaid süsteeme kui makrosüsteeme, kirjeldades nende soojuslikke omadusi makroparameetrite (rõhk p, ruumala V, temperatuur T) abil. · Molekulaarfüüsika uurib aine ehitust lähtudes molekulaarkineetilisest vaatepunktist. Kõik ained koosnevad aatomitest ja molekulidest
Füüsika 10. klassile _____________________________________________________________________ Molekulaarfüüsika - ja termodünaamika alused Ettevalmistus kontrolltööks 1. Missugustel väidetel põhineb molekulaarkineetiline teooria? · Aine koosneb molekulidest · Osakesed on pidevas liikumises · Osakestele mõjuvad tõmbe- või tõukejõud 2. Mis on soojusliikumine? Molekulide, aatomite ja elektronide korrapäratut liikumist nimetatakse soojusliikumiseks. 3. Miks muutub molekulide kineetiline energia?
KOOLIFÜÜSIKA: SOOJUS 1 (kaugõppele) 4. MOLEKULAARFÜÜSIKA ALUSED Molekulaarfüüsika käsitleb soojusprotsesse, lähtudes aine koosseisu kuuluvate aatomite (molekulide) soojusliikumisest. Gaaside kirjeldamisel kasutame ideaalse gaasi mudelit. Ideaalse gaasi korral jäetakse molekulidevahelised jõud arvestamata, mistõttu gaasi siseenergia on gaasi molekulide summaarne kineetiline energia. Gaasid tavatingimustes (veeldumistemperatuurist kõrgematel temperatuuridel ja normaalsetel rõhkudel) on küllalt hästi vaadeldavad ideaalse gaasina. 4
Soojusmasina kasutegur A Q1 Q2 m 1 A masina poolt tehtud töö, Q1, Q2 soojendilt saadud ja jahutile antud soojushulgad, Q1 Q1 T1 m maksimaalne kasutegur, T , T 1 2 soojendi ja jahuti temperatuurid m 1 T1 T2 II. Molekulaarfüüsika alused Ainehulk m N ainehulk (1mol), m aine mass (1kg), M molaarmass (1kg/mol), M NA N molekulide arv, NA Avogadro arv Aine kontsentratsioon N
vahemikus 16 (20) Hz 20 000 Hz Vedelikes ja gaasides levib heli pikilainena, tahkistes ka ristilainena. Heli on keskkonnas levivad rõhu võnkumised NB! Heli ei saa levida vaakumis! Kosmoses ei ole heli! Heliallikate näited: pillikeel, kirikukell jpm. Soojus füüsika-Füüsika osa, mis käsitleb nähtusi, mis on seletatavad aine osakeste liikumisega. 2 peamist osa: · Termodünaamika soojustnähtuste iseloomustamine läbi aine kui terviku omaduste temperatuur, rõhk, ruumala. · Molekulaarfüüsika (statistiline füüsika) soojusnähtuste iseloomustamine läbi molekulide omaduste kiirus, impulss, mass jm molekule iseloomustavate suuruste. Mikroskoopiline lähenemine Aine ehitus käsitleb erinevusi gaaside, vedelike ja tahkete kehade vahel Aine ehitus · Universum koosneb 68.3% ulatuses tumeenergiast, 26.8% ulatuses tumeainest ja ainult 4.9% on ,,tavalist ainet". · Makroskoopiline keha koosneb paljudest mikroskoopilistest aktiivsetest osakestest: · Molekulid (osad: aatomid)
maksimumi ja miinimumi tingimus. 78. Mis on lainete difraktsioon ja millise printsiibiga seda seletatakse? Tehke seletav joonis. 79. Millised on Einsteini erirelatiivsusteooria kaks postulaati? 80. Lähtudes sündmuse definitsioonist ja Galilei teisendustest, tuletage erirelatiivsusteooria koordinaatide teisendusvalemid.? 81. Lähtudes koordinaatide teisendusest, tuletada erirelatiivsusteooria aegade teisendusvalemid 82. Mida uurib molekulaarfüüsika? Mida uurib termodünaamika? 85. Mis on aatommass, molekulmass, mool ja molaarmass? Mool on ainehulga mõõtühik 6.02e23 samasugust osakest 86. Mis on ideaalne gaas? Ideaalne gaas on mudel, mis võimaldab klassikalise füüsika seisukohalt vaadelda suurt hulka mikroosakesi ja ühitada neid makrosuurusteks mida saab mõõta (p,V,T ja tihedus). Molekulid ideaalses gaasis on ainepunktid ja kõik põrked on absoluutselt elastsed. 87
Rakvere Ametikool Isaac Newton Referaat 2009 Isaac Newtoni elulugu Sir Isaac Newton sündis 4. jaanuaril 1643. aastal Inglismaal Woolstrophe'is, Lincolnshire'is. Ta oli inglise füüsik, matemaatik, astronoom, teoloog ja alkeemik. Newton alustas oma õpinguid kohalikus külakoolis. Hiljem suundus ta õppima Grammar Schooli'i Granthamis, kus ta elas kohaliku apteekri juures, kust sai alguse tema vaimustus kemikaalide vastu. On olemas arvamus, et tema vaimne kannatus sai täiendust ka elavhõbeda mürgitusest tema keemilistest katsetest. Newton oli tuntud laialt eksperimenteerijana elavhõbedaga. Elavhõbeda mürgitus on seotud haigusliku ärritatavusega, unetusega, vaimse hüperaktiivsusega neid nähtusi esines Newtonil kogu oma eluaja jooksul. Kaasaegsed uuringud Cambridge'i ülikoolis Newtoni juustest näitasid kõrget elavhõbeda tase...
2 summa on 0) Rööpühendus: C = C 1 + C 2 N = v -v 02 2 Molekulaarfüüsika: CU 2 qU q2 t s= W = = =
Millised on Einsteini erirelatiivsusteooria kaks postulaati? 1) Relatiivsusprintsiip. Kõik loodusseadused on invariantsed üleminekul ühest inertsiaalsest taustsüsteemist teise. 2) Vaakumis on valguse kiirus ühesugune kõikides taustsüsteemides. 80. Lähtudes sündmuse definitsioonist ja Galilei teisendustest, tuletage erirelatiivsusteooria koordinaatide teisendusvalemid.? 81. Lähtudes koordinaatide teisendusest, tuletada erirelatiivsusteooria aegade teisendusvalemid. 82. Mida uurib molekulaarfüüsika? Mida uurib termodünaamika? Molekulaarfüüsika uurib aine ehitust lähtudes molekulaarkineetilisest vaatepunktist. Kõik ained koosnevad aatomitest ja molekulidest. Kasutab selleks statistilist uurimismeetodit. See tähendab, et rakendab häst tuntud statistilisi seadusi ja opereerib lõpuks keskmiste füüsikaliste suurustega, keskmine kiirus, keskmine energia. Termodünaamika uurib makroskoopiliste süsteemide sealhulgas ainete üldisi omadusi olekutes, mis on termodünaamisises tasakaalus
Ultraheli – üle 20 000 Hz Hüperheli – üle 109 Hz Heli levimise kiirus: Õhus 344 m/s (30C) Vees 1500 m/s (25C) Alumiiniumis 5000 m/s Kummis 50 m/s Vedelikes ja gaasides levib heli pikilainena, tahkes ka ristilainena Doppleri efekt: Heli kõrguse muutumine, kui heliallika ja helilainete vastuvõtja kaugus väheneb või kaugeneb Kasutatakse näiteks kiiruse mõõtmisel Molekulaarfüüsika: Aine ehitus: Makroskoopiline keha koosneb paljudest mikroskoopilistest aktiivsetest osakestest: aatomid, molekulid, elektronid Mikroskoopilised osakesed on pidevas kaootilises liikumises Osakeste vahel mõjuvad tõmbe- ja tõukejõud, andes molekulise potentsiaalse energia Liikumine annab kineetilise energia Osakeste kineetiline ja potentsiaalne energia annavad kehale siseenergiat
Füüsika harud Mehaanika Liikumine Soojusõpetus Soojusnähtused Akustika Heli Elektrodünaamika Elektrivool Optika Valgus Aatomi ja tuumafüüsika Kosmoloogia Soojusõpetus Soojusõpetus tegeleb: 1) Mateeria liikumise soojusliku vormiga. See on: Soojuse üleminek ühelt kehalt teisele,soojuspaisumine ja muud makroskoopilised nähtused Molekulide kaootiline ehk soojusliikumine 1) Molekulide liikumise iseloomu ja molekulidevahelise vastastikmõjuga SOOJUSÕPETUS TERMODÜNAAMIKA MOLEKULAARFÜÜSIKA ·Soojusülekanne ·Soojuspaisumine GAASIDE AINE EHITUS MOLEKULAARKINEETILINE TEOORIA ·Molekulidevaheline ·Molekulide soojusliikumine vastastikmõju "Atomistid" Demokritos ja Leukippos V saj e.Kr. Epikuros (341 270 e.Kr.) Lucretios (I saj. e. Kr) Tõ...
miinimumi tingimus. 77) Mis on lainete difraktsioon ja millise printsiibiga seda seletatakse? Tehke seletav joonis. Difraktsioon on füüsikaline nähtus, mille korral laine paindub ümber väikeste takistuste või levib väikesest avast välja. Tõkkele langevad lained levivad geomeetrilise varju piirkonda. Seletuse aluseks on Huygens-Fresneli printsiip. Igat ruumipunkti võib vaadelda uue keralaine allikana. 78) Mida uurib molekulaarfüüsika? Mida uurib termodünaamika? Molekulaarfüüsika uurib aine ehitust lähtudes molekulaarkineetilisest vaatepunktist. Termodünaamika uurib makroskoopiliste süsteemide sealhulgas ainete üldisi omadusi olekutes, mis on termodünaamisises tasakaalus ja protsesse nende olekute vahel. 79) Mis on aatommass ja molekulmass? Aatommass ehk suhteline aatommass on kas keemilise elemendi või selle isotoobi ühe aatomi mass aatommassiühikutes.
J Boltzmanni konstant: k = 1,38 10 -23 K 1 Avogadro arv (molekulide arv ühes moolis): N A = 6,02 10 23 mol Konstantide vaheline seos: R = k N A Soojusõpetus on füüsika osa, mis hõlmab molekulaarfüüsikat, termodünaamikat, aine ehituse aluseid ja faasisiirdeid. Molekulaarfüüsika kirjeldab ainete omadusi, tuginedes kolmele eeldusele: a) kõik ained koosnevad molekulidest b) molekulid on pidevas kaootilises liikumises c) molekulide vahel on vastastikmõju (tõmbe ja tõukejõud). Aine omadusi kirjeldatakse parameetrite abil. Parameeter on mingi füüsikaline suurus, mis kirjeldab aine olekut või omadusi (nt vedeliku ruumala, molekuli mass). Makroparameetrid on füüsikalised suurused, mida kasutatakse
Harmoonilise võnkumise võrrand. Vedrupendel. Matemaaline pendel. Energia muundumine mehaanilisel võnkumisel. Lained Võnkumiste levimine elastses keskkonnas. Lainete liigid. Lainepikkus. Seos kiiruse, lainepikkuse ja sageduse vahel. Lainepind, lainekiir. Huygensi printsiip. Superpositsiooniprintsiip. Lainete interferents. Seisulaine. Huygensi-Fresneli printsiip. Lainete difraktsioon. Lainete koherentsus. Doppleri efekt. Molekulaarfüüsika (30h) Molekulaarkineetiline teooria. Mikro- ja makroparameetrid. Molekulaarkineetilise teooria põhialused. Statistiliste seaduspärasuste kasutamise vajalikkus mikromaailmas toimuvate protsesside kirjeldamiseks. Ainehulk. Molaarmass. Molekuli mass. Aine ehituse lihtsaim mudel ideaalne gaas. Molekulaarkineetilise teooria põhivõrrand rõhu kohta. Molekulide kiirused ja ruutkeskmised kiirused. Temperatuur. Erinevad temperatuuriskaalad (Celsius, Kelvin, Fahrenheit).
IH kaasneb plahvatuste, vulkaanipursete, maavärisemise ja äikesega. Ka mootorrataste, kopterite, lennukite liikumisega kaasneb IH. o Inimorganimile mõjub IH väga halvasti põhjustades väsimust, iiveldust, unisust, hirmu. Põhjuseks siseelundite resoneerumine IH-ga, siseelundite omavaheline hõõrdumine põhjustabki enesetunde halvenemist. o Muusikas tekitatakse infraheli pika, suure läbimõõduga toru abil, et luua ärevat õhkkonda. 9. Molekulaarfüüsika ja termodünaamika. · Mõisted "molekulaarfüüsika"ja "termodünaamika". o Termodünaamika on füüsikaharu, mille uurimisobjektiks on soojus kui energiaülekandevorm ning selle seos töö ja siseenergiaga. Esimene seadus: energia ei teki ega kao, vaid muundub ühest liigist teise. Teine seadus: soojus ei saa iseenesest üle minna külmemalt kehalt soojemale.
Koherentsete lainete liitumisel tekib ajas ja ruumis püsiv häiritus, mida nim interferentsiks ehk võnkumiste tugevnemine või nõrgenemine. 39. Mis on lainete difraktsioon ja millise printsiibiga seda seletatakse? Tehke seletav joonis. 40. Mida uurib molekulaarfüüsika? Mida uurib termodünaamika? Mis on aatommass ja molekulmass? Mis on aatommass, molekulmass, mool ja molaarmass? Mis on ideaalne gaas? Molekulaarfüüsika uurib aine ehitust lähtudes molekulaarkineetilisest (aatomid ja molekulid) vaatepunktist. Termodünaamika uurib makroskoopiliste süsteemide (sh ainete) üldisi omadusi
p = p0 + gh Fül = gV ; Fül = vgV1 P = kg(V1 + V2) v1S1 = v2S2 Bernoulli võrrand. - vedeliku tihedus p1 + gh1 + v1/2 = p2 + gh2 + v2/2 = ...... = const 33 34 B. MOLEKULAARFÜÜSIKA.TERMODÜNAAMIKA. 8. MOLEKULAARKINEETILINE TEOORIA. Molekulaarfüüsika on füüsikaharu, milles uuritakse aine ehitust ja omadusi, lähtudes molekulaarkineetilistest ettekujutustest. Molekulaarkineetiline teooria püüab seletada kehade või süsteemide omadusi ( rõhku , temperatuuri, lineaarseid mõõte jne. ) kui molekulide summaarse mõju tulemust. Termodünaamika tegeleb kehade makroskoopiliste omadustega ja tema aluseks on termodünaamika põhiseadused. Kilomooliks nimetatakse aine hulka, mille mass kilogrammides on arvuli- selt võrdne tema molekulmassiga.
=BndS=0 Ühtlaselt laetud lõpmata tasandi väli väljatugevus on mistahes punktis suunatud tasandiga risti. Tasandi suhtes sümmeetriliselt paiknevates punktides on väljatugevus suuruselt ühesugune ja suunalt vastupidine. E=/20 ( on laengu pindtihedus ja 0 on elektriline konstant) 4.Elektriväli aines. Tegelikkuses asuvad laengud alati teatud keskkonnas, mille elektrilised omadused mõjutavad laengute vahel mõjuvaid jõude, seega ka elektrivälja omadusi üsnagi oluliselt. Molekulaarfüüsika vaatles aineid (keskkonda) kui punktmasside - molekulide - kogumit. Et molekulidel on elektrilised omadused, tuleb neid omadusi välja arvutamisel arvestada. Eeldame, et ained on elektriliselt neutraalsed, kuid elektriseeritavad; seega kaasneb iga kehaga varjatud laeng, mille suurus on arvutatav aatomifüüsikast. Ühe kilomooli kohta tuleb keskmiselt laeng eeldusel, et aatomituuma laeng võrdub poolega massiarvust.
Leida kivi kineetiline ja potentsiaalne energia 2 sekundit peale liikumise algust. 11. Pall visati vertikaalselt üles ja ta kukkus maapinnale tagasi 8 s pärast. Leida algkiirus, millega pall üles visati ja suurima tõusu kõrgus. 12. Auto pidurdamisel kahaneb tema kiirus 5 sekundiga väärtuselt 100 km/h väärtuseni 10 km/h. Leida pidurdusjõu suurus ning kineetilise energia muutus kui auto mass on 500 kg. Soojusõpetus ja molekulaarfüüsika. 5.1. Soojusõpetuse (termodünaamika) ja molekulaarfüüsika vahekord. Suurtest (molekulide mõõtmetest palju suurematest) kehadest koosnevas isoleeritud mehhaanilises süsteemis ei kehti mehhaanilise energia jäävuse seadus kunagi täpselt, süsteemi mehhaaniline energia väheneb aja jooksul, energia "kaob" kuhugi. Näiteks väheneb igasuguse pendli võnkeamplituud aja jooksul, valemi (4.10) järgi väheneb siis ka pendli energia
Heli valjust mõõdetakse detsibellides (dB) Heli intensiivsus näitab, kui palju helilaine energiat ajaühikus langeb pinnaühikule, näiteks ühes sekundis ühe ruutmeetri suurusele pinnale. Tähiseks on I ja mõõtühikuks J m s 2 . Heli valjus näitab, kui palju on mingi konkreetse heli intensiivsus suurem inimkõrvale vaevukuuldava heli intensiivsusest SOOJUSÕPETUS 1. MOLEKULAARFÜÜSIKA PÕHIALUSED. MOLEKULIDE MASS, MÕÕTMED, VASTASIKMÕJU. Molekulaarfüüsika põhialused: 1)kõik ained koosnevad osakestest. 2) osakesed on pidevas korrapäratus liikumises. 3) osakeste vahel mõjuvad väikestel kaugustel nii tõmbe- kui ka tõukejõud. Molekulide mass: aatomite ja molekulide masside mõõtmiseks võetakse aluseks nn süsinikuühik ja kõikide aatomite ja molekulide massid antakse süsinikuühikutes. m0=M/NA. NA=6,02*1023 1/mol. Molekulide mõõtmed: enamike mõõtmed on suurusjärgus d=10-10 m.
Infraheli positiivsed küljed: Maavärisemise eelne hoiatus – seismograaf Teatrietendused (R. Wood), kontserdid (Tištšenko 4. sümfoonia, IH 11 Hz, infrageen) Killustiku pesemine savist, liivast jm. Soojusfüüsika Soojusfüüsika on füüsika osa, mis käsitleb nähtusi, mis on seletatavad aine osakeste liikumisega. 2 peamist osa: Termodünaamika – soojustnähtuste iseloomustamine läbi aine kui terviku omaduste – temperatuur, rõhk, ruumala. Molekulaarfüüsika (statistiline füüsika) – soojusnähtuste iseloomustamine läbi molekulide omaduste – kiirus, impulss, mass jm molekule iseloomustavate suuruste. Mikroskoopiline lähenemine Lisaks: Aine ehitus – käsitleb erinevusi gaaside, vedelike ja tahkete kehade vahel. Aine ehitus: Universum koosneb 68.3% ulatuses tumeenergiast, 26.8% ulatuses tumeainest ja ainult 4.9% on „tavalist ainet“. Makroskoopiline keha koosneb paljudest mikroskoopilistest aktiivsetest osakestest:
Tallinna Ülikool Matemaatika ja Loodusteaduste Instituut Loodusteaduste osakond Soojusõpetuse lühikonspekt Tõnu Laas 2009-2010 2 Sisukord Sissejuhatus. Soojusõpetuse kaks erinevat käsitlusviisi.......................................................................3 I Molekulaarfüüsika ja termodünaamika..............................................................................................4 1.1.Molekulide mass ja mõõtmed....................................................................................................4 1.2. Süsteemi olek. Protsess. Tasakaaluline protsess.......................................................................4 1.3. Termodünaamika I printsiip.................................................................................
Torricelli seadus. - määrab anuma avast väljavoolava vedeliku kiiruse:v2=2gh1.Turbolentne on keeriseline või pööriseline voolamine mis tekib ühel teatud kiirusel. Sisehõõrdejõud(Fh) vedelikes on võrdeline kiiruse gradiendi(dv/dx) ja vedelikukihi pindalaga ning suunatud liikumise vastu,Viskoosus e.sisehõõrdetegur()[Pa s]. 7.3.Sisehôôre vedelikus MOLEKULAARFÜÜSIKA.TERMODÜNAAMIKA. 8.MOLEKULAARKINEETILINE TEOORIA. 8.1.Üldist Molekulaarfüüsika on füüsikaharu, milles uuritakse aine ehitust ja omadusi, lähtudes molekulaarkineetilistest ettekujutustest. Molekulaarkineetiline teooria püüab seletada kehade või süsteemide omadusi ( rõhku , temperatuuri, lineaarseid mõõte jne. ) kui molekulide summaarse mõju tulemust. Termodünaamika tegeleb kehade makroskoopiliste omadustega ja tema aluseks on termodünaamika põhiseadused. Kilomooliks nimetatakse aine hulka, mille mass kilogrammides on arvuliselt võrdne tema molekulmassiga.
liiguvad ühes suunas, näiteks üles ja kivi kerkib iseenesest õhku, aga sellise protsessi tõenäosus on kaduvväike. Kõikides isoleeritud süsteemides kasvab korrapäratus ja sellega koos ka oleku tõenäosus. See viib aga entroopia kasvule. Entroopiat kasutatakse ka termodünaamika II seaduse sõnastamisel: entroopia kasvab suletud süsteemis toimuvate soojuslike protsesside käigus. Seda võib matemaatiliselt kirjeldada järgmiselt: S 0. 4.2. Molekulaarfüüsika Molekulaarfüüsika kirjeldab ainete omadusi tuginedes kolmele eeldusele: · kõik ained koosnevad molekulidest; · molekulid on pidevas kaootilises liikumises (soojusliikumises); · molekulide vahel on vastastikmõju. 4 Molekulaarfüüsikas kasutatakse mikroparameetrid, mis on füüsikalised suurused, mida saab kasutada aine üksiku molekuli kirjeldamisel. Nendeks on näiteks molekuli
Ühise nimetaja alla viies (ja asendades lugejas ) saame: Analoogiliselt teisendades saame avaldada ka : 82. Mida uurib molekulaarfüüsika? Mida uurib termodünaamika? Molekulaarfüüsika uurib aine ehitust lähtudes molekulaarkineetilisest (aatomid ja molekulid) vaatepunktist. Teadus kasutab statistilist uurimismeetodit, ning opereerib keskmiste füüsikaliste suurustega protsesside kirjeldamisel. Termodünaamika uurib makroskoopiliste süsteemide (sh ainete) üldisi omadusi olekutes, mis on termodünaamilises tasa- kaalus, ja samuti protsesse nende olekute vahel. Termodünaamilises uurimismeetodis kasutatakse makroskoopilisi mõisteid
82. Mida uurib molekulaarfüüsika? Mida uurib termodünaamika? molekulid, mis asuvad ruumalas. a. Molekulaarfüüsika uurib aine ehitust lähtudes molekulaarkineetilisest vaatepunktist. Kõik ained 91. Lähtudes Maxwelli jaotusseadusest, leidke tõenäoseim
Difraktsioon Laine paindumine tõkete taha. Käiguvahe kahe erineva teekonna vahe,mida laine läbib. Interferentsi maksimum Tekib siis, kui saavad kokku laineharjad. Kui käiguvahe on täisarv. Miinimum Kokku peavad saama lainehari ja lainelohk. Hygensi printsiip - Printsiibi järgi on keskkonna iga punkt, milleni laine on jõudnud, iga uue elementaarlaine allikaks. Kujuneb välja uus lainefront. Matemaatiline ja vedrupendel Molekulaarfüüsika Molekuli mass ja mõõtmed - Molekulaarkineetilise teooria eeldused 1) Gaas koosneb molekulidest 2) Molelkulid on pidevas kaootilises liikumises 3) Molekulide vahel on vastastikmõju Mikroparameetrid ( m0,v,vkk,n) Füüsikalised suurused, mida kasutatakse mikrokäsitluses. Nende suurused defineeritakse, eeldades aine koosnemist molekulidest. Makroparameetrid (m,p,V,to,roo) Füüsikalised suurused, mida kasutatakse makrokäsitluses
9. Seisulained, seisulainete sõlmed ja paisud. Seisulaine on laine, mille korral võnkumiste energia levikut ei toimu. Seisulaine tekib juhul, kui laineid juhtiva keha otsale lähenev laine ning otsalt tagasi peegeldunud laine tugevdavad teineteist interferentsil. Seisulaine iga punkt võngub kindla amplituudiga. Punkte, kus amplituud on maksimaalne, nimetatakse seisulaine paisudeks. Punkte, mis ei võngu (amplituud on null) nimetatakse seisulaine sõlmedeks. Molekulaarfüüsika ja termodünaamika 1. Ainehulk, aine molaarmass. On füüsikaline suurus mis väljendub aines sisaldavate osakeste arvu. Ühik 1 mol mistahes ainet NA 23 sisaldab Avagodro arvu osakesi. Avogodro =6,02· 10 mol (osakest mooli kohta) A=aatomite arvuga 12g süsinik. m0 N A Molaarmass-ühe mooli antud aine mass. M= kg/mol 2
See arv on ettekujutamatult suur. Näiteks 1 cm3 õhus on normaaltingimustel 2,7@1019 molekuli. Termodünaamika ehk üldine soojusõpetus on aksiomaatiline – see ehitatakse üles teatud põhiprintsiipidele või alustele. Need saadakse katseliste faktide üldistamise tulemusena. Siin aine siseehitusest praktiliselt ei räägita. Sama kehtib soojuse füüsikalise olemuse kohta. Soojus on mingi ainesisene liikumine, kuid missugune, seda ei konkretiseerita. Seevastu molekulaarfüüsika kasutab statistilist meetodit. See lähtub aine ehituse molekulaar-kineetilisest teooriast. Soojus on siin aatomite-molekulide korrapäratu liikumine. Kõik makroskoopiliste kehade omadused saadaksemitmesuguste121 keskmistamiste teel. Keskmistatakse üle suure molekulide arvu kehas ja saadakse nn. statistilised keskmised. Lähteandmeteks on molekulide konkreetsed omadused. Keskmistatud väärtused on seda täpsemad ja tõele lähedasemad, mida rohkem on osakesi süsteemis.
.......................................................................................20 4.1.4. Töö ja energia.............................................................................................................. 22 4.1.5. Perioodilised liikumised.............................................................................................. 22 4.2. Soojusõpetus................................................................................................................... 24 4.2.1. Molekulaarfüüsika alused...........................................................................................24 4.2.2. Ideaalne gaas............................................................................................................... 24 4.2.3. Termodünaamika.........................................................................................................24 4.2.4. Entroopia....................................................................................................................
Avogadro arvuks), saame , kus -23 k=R/NA=1,38·10 J/K (Boltzmanni constant). Avogadro arvu täpset väärtust ei ole tänapäeva tehnoloogiaga võimalik kindlaks teha. Alates 2002. aastast kasutatakse Avogadro ligikaudse väärtusena arvu 6,0221415·1023± 0,0000010·1023. · Molekuli kiirus ja energia: seos temperatuuriga. Molekulaarfüüsika kohaselt liiguvad molekulid erinevate kiirustega ning erinevates suundades. Seetõttu on mõtekas molekulide kiirust leida ruutkeskmise kiiruse kaudu: . Rõhu saame valemist . Asendades saame , millest järeldub, et energia on võrdelises sõltuvuses temperatuurist. Ruutkeskmist kiirust saab leida ka valemiga , keskmise
FÜÜSIKA PÕHIPRINTSIIBID. JÄÄVUSSEADUSED Füüsika tegeleb mateeria kõigi esinemisvormide liikumise ja vastastikuste seoste uurimisega. Füüsika uurimisala on väga lai ning sellepärast jaguneb ta paljudeks harudeks, nagu näiteks mehaanika, molekulaarfüüsika, termodünaamika, elektromagnetism, aatomifüüsika, tuumafüüsika. Osa neist kuulub nn. Klassikalise füüsika valdkonda, mis moodustab ka füüsika gümnaasiumi-kursuse põhiosa. Klassikalise füüsika põhiideed olid enamjaolt formuleeritud XIX saj. Lõpuks. Sajandivahetusel tekkinud nn. Füüsika kriis sundis paljudele asjadele leidma põhimõtteliselt uusi lahendusi. Nii sündisid kvantmehaanikaja relatiivsusteooria. Täiesti uuele
2 ja 3. peatükk kordamine Füüsikaliste suuruste tähised ja mõõtühikud. NIHE- s ; m TEEPIKKUS- l või s ; m KIIRUS- v ; m/s VABA LANGEMISE KIIRENDUS- g ; m/s² ALGKIIRUS- v ; m/s LÕPPKIIRUS- v ; m/s KIIRENDUS- m/s² AEG- t ; s AJAVAHEMIK- ?????? Põhimõisted MEHAANILINE LIIKUMINE- keha asukoha muutumine ruumis aja jooksul SIRGJOONELINE LIIKUMINE- liikumine, mille trajektoor on sirge KÕVERJOONELINE LIIKUMINE- liikumine, mille trajektoor pole sirge ÜHTLASELT AEGLUSTUV LIIKUMINE- liikumine, kus kiirus aeglustub mistahes võrdsete ajavahemike jooksul ühesuguste väärtuste võrra ÜHTLASELT KIIRENEV LIIKUMINE- liikumine, kus kiirus kiireneb mistahes võrdsete ajavahemike jooksul ühesuguste väärtuste võrra TRAJEKTOOR- kujuteldav joon, mida mööda keha liigub KIIRUS- näitab kui pika teepikkuse läbib keha ühes ajaühikus KIIRENDUS- kiiruse muutumise kiirus Valemid ja nendest tuletamised v=s/t=l/t kiirus v(keskm)=...
Asendades olekuvõrrandis ainehulga z molekulide arvuga N=nV=zNA (suurust NA, mis väljendab molekulide arvu ühes moolis aines, nim. Avogadro arvuks), saame , kus k=R/NA=1,38·10-23J/K (Boltzmanni constant). Avogadro arvu täpset väärtust ei ole tänapäeva tehnoloogiaga võimalik kindlaks teha. Alates 2002. aastast kasutatakse Avogadro ligikaudse väärtusena arvu 6,0221415·1023± 0,0000010·1023. Molekulaarfüüsika kohaselt liiguvad molekulid erinevate kiirustega ning erinevates suundades. Seetõttu on mõtekas molekulide kiirust leida ruutkeskmise kiiruse kaudu: . Rõhu saame valemist . Asendades saame , millest järeldub, et energia on võrdelises sõltuvuses temperatuurist. Ruutkeskmist kiirust saab leida ka valemiga , keskmise
annaabi.ee 
