Soojustehnika eksami küsimused (0)

5 VÄGA HEA
Punktid
 
Säutsu twitteris
Sellelt  lingilt saab tõmmata  Arvo  otsa  soojustehnika  raamatu.  http://digi.lib.ttu.ee/i/?967 
Faili lõpus on eksami näide, mida tunnis vaadati. 
1.  Termodünaamika  põhimõisted, termodünaamiline süsteem, termodünaamiline keha 
jatermodünaamilised  olekuparameetrid

Termodünaamiline süsteem. 
Nimetus „termodünaamika” hõlmab see mõiste kõik nähtused mis kaasnevad energiaga ja energia 
muundusega. Jaguneb füüsikaline, keemiline ja tehniline termodünaamika. Tehniline 
termodünaamika käsitleb ainult mehaanilise töö ja soojuse vastastikuseid  seoseid
Termodünaamiline süsteem on kehade kogu, mis võivad olla nii omavahel kui ka  väliskeskkonnaga  
energeetilises vastasmõjus. Väliskeskkond on termodünaamilist süsteemi ümbritsev suure energia 
mahtuvusega keskkond, mille teatud olekuparameetrid (T, p jne.) ei muutu, kui süsteem mõjutab 
teda soojuslikul, mehaanilisel või mõnel muul viisil. Termodünaamilise süsteemi üks lihtne näide on 
gaas  balloonis. Süsteemi ja ümbruskeskkonna vaheline piir on ballooni sisepind, ümbruskeskkonna 
moodustab aga  balloon  ise koos seda ümbritseva õhuga. 
Termodünaamiline süsteem võib olla  homogeenne  või  heterogeenne . Homogeenses süsteemis on 
aine füüsikalis-keemilised omadused kõigis punktides ühesugused. Sellise süsteemi näiteid on gaas, 
vesi ja jää. Heterogeenseks nimetatakse süsteemi, mille üksikosade füüsikalis-keemilised omadused 
on erisugused. Seejuures on süsteemi osad üksteisest eraldatud lahutuspinnaga. Heterogeenne 
süsteem on näiteks vesi ja jää, aur ja vesi, aur ja jää. 
Termodünaamiline süsteem võib olla kas materiaalselt suletud või materiaalselt avatud
Süsteem on materiaalselt suletud, kui puudub aine juurdevool süsteemi või  äravool  sellest, sest siis ei 
vahetu aine mass süsteemis, olles püsiv. Süsteem on materiaalselt avatud, kui esineb aine  sissevool  
süsteemi ja  väljavool  sellest või üks  nendest . Termodünaamilist süsteemi, millel puudub 
soojusvahetus  ümbruskeskkonnaga (isegi siis, kui süsteemi ja ümbruskeskkonna temperatuur on 
erinev), nimetatakse soojuslikult isoleeritud ehk adiabaatseks süsteemiks, soojusülekannet 
tõkestavat pinda aga adiabaatpinnaks. Süsteem, mis on ümbruskeskkonnast eraldatud samaaegselt 
adiabaatselt ja mehaaniliselt absoluutselt jäiga pinnaga, kannab isoleeritud termodünaamilise 
süsteemi  nimetusteeldusel , et süsteemi ja ümbruskeskkonna vahel ei ole muid vastastikmõjusid. Sel 
juhul puudub isoleeritud süsteemi ja väliskeskkonna vahel nii  soojuslik  kui ka  mehaaniline  
vastastikmõju. Isoleeritud termodünaamiline süsteem võib olla ka üksikutest seadmetest ja 
seadmegruppidest moodustatud ning ümbruskeskkonnast isoleeritud süsteemi tunnustega  kooslus
Näited: Materiaalselt avatud süsteemi näideteks sobivad  turbiinpump , ventilaator. Materiaalselt 
suletud on  balloon, kolviga  silinder
Termodünaamiline keha. 
Termodünaamilises süsteemis asuvat keha, mille vahendusel toimuvad  termodünaamilised  
protsessid ning energialiikide vastastikune muundumine, nimetatakse termodünaamiliseks kehaks. 
Soojusjõuseadmetes on termodünaamiliseks kehaks aine, mis  vahendab  neis sisalduva või ülekantava 
energia muundamist tööks. Soojustransformaatorites on termodünaamiliseks kehaks aine, mille 
kaudu  soojus  siirdub jahedamalt kehalt kuumemale. Soojusjõuseadmetes ja –transformaatorites 
termodünaamilise kehana kasutatavat ainet nimetatakse ka töökehaks. Termodünaamiliseks kehaks 
võib olla nii tahke, vedel kui ka gaasiline aine. Kolbmootorites on termodünaamiliseks kehaks kütuse 
põlemisgaas . Aurujõuseadmes on termodünaamiliseks kehaks enamikul juhtudel veeaur. Sõltuvalt 
parameetritest aurujõuseadmes võib veeaur kui termodünaamiline keha töötsükli jooksul muuta 
oma agregaatolekut. 
Termodünaamilised olekuparameetrid. 
Termodünaamilised olekuparameetrid on füüsikalised makrosuurused, mis iseloomustavad 
termodünaamilise keha olekut. Kui muutub süsteemi mingi olekuparameeter muutuvad ka ülejäänud 
olekuparameetrid. Temperatuur iseloomustab keha  kuumenemise  astet mingi teise keha suhtes ja 
määrab nendevahelise soojusvoo suuna. 
Intensiivseks nimetatakse sellist olekuparameetrit, mis ei sõltu termodünaamilises süsteemis oleva 
keha massist või osakeste arvust. Intensiivsed olekuparameetrid on näiteks rõhk ja temperatuur. 
Aditiivne  ehk ekstensiivne olekuparameeter on selline, mis sõltub süsteemis oleva keha massist või 
osakeste arvust. Ekstensiivsed olekuparameetrid on näiteks süsteemi mass, maht ja energia. 
Erimaht  on keha ühikmassi maht. Kui keha maht on V ja mass M, siis erimaht  
 
Erimahu pöördväärtust nimetatakse  tiheduseks
 
Rõhk on pinnaühikule selle  normaali  suunas mõjub jõud. 
 
Manomeetriga mõõtmisel absoluutne rõhk 
pa pm B  
ja vaakummeetriga mõõtmisel 
pa B pv  
kus B –  baromeetriline  rõhk, pm ja pv – vastavalt manomeetriga ja vaakummeetriga 
mõõdetud rõhk. 
 
Termodünaamiline tasakaal. 
 
Termodünaamiline süsteem on tasakaalus, kui süsteemi mistahes punktis olekuparameetrid ei 
muutu ajas. Juhul kui süsteemile puudub välisjõudude mõju, siis süsteem on tasakaalus, kui vastavad 
olekuparameetrid on ühtlased kogu süsteemi piires. Rõhuühtlus määrab mehaanilise tasakaalu, 
temperatuuriühtlus aga  termilise  tasakaalu. 
 
2.  Ideaalgaas , ideaalgaasi  olekuvõrrand . 4. Gaasidesegud. 
 

Ideaalgaas koosneb elastsetest molekulidest, mille vahel ei toimi jõud ning mille endi maht on 
sedavõrd  tühine, et neid võib käsitada kui materiaalseid punkte. Gaasi molekulid on pidevas 
omavahelises liikumises, mida tuntakse soojusliikumisena. Ideaalgaasis liigub iga  aineosake  
sirgjooneliselt kuni põrkumiseni naaberosakesega või gaasi piirdepinnaga. Molekulide põrked vastu 
piirdepinda põhjustavad rõhu. 
Ideaalgaasi molekulaarkineetilisest teooriast tuleneb 
 
 
 k on Boltzmanni konstant, k = 1,3810–23 J/K 
Võrrandite kooslahendamisel ning mõlema poole läbikorrutamisel gaasi mahuga V saame 
pV nVkT. 
nV = N – gaasimolekulide koguarv  mahus  V , siis pV = NkT 
 
Ideaalgaasi ühele kilomoolile: pVµ = N0kT Tähistame N0k = µR, siis pVµ = µRT -  Mendelejevi  võrrand 
kus µ – moolmass, kg/kmol R – gaasi konstant, J/(kg·K) 
Universaalne gaasikonstant Ṝ= µR = N0k = 6,0220·1026·1,38·10-23 = 8314 J/(kmol·K) 
pv = RT  Clapeyroni  võrrand Ideaalgaasi  termiline  olekuvõrrand. 
 
Ideaalsete gaaside segu:  (Termodünaamikas vaadeldakse mehaanilisi segusid, gaaside vahel 
keemilise reaktsioone ei toimu). Iga gaas segus võtab oma alla alati kogu gaasi anuma mahu ja 
omandab segu temperatuuri. Segu maht V ja temperatuur T on samad. Rõhk aga võib olla erinevate 
gaaside puhul segus erinev. Olgu gaasisegu  kogumaht  V ning gaasisegu koosneb n komponendist. 
Tähistame segu komponendi molekulide arvu N1, N2, ..., Nn , siis pV = (N1 + N2 +...+ Nn )kT = NkT 
Järelikult: 
 
 
Gaasisegu koostis enamasti väljendatakse kas gaasisegu komponentide massi või mahu kaudu 
 
 
 
Kuna võrdsetel tingimustel gaaside moolmahud on võrdsed, siis: 
 
Kuna ideaalgaaside segu komponendid käituvad üksteisest sõltumatult, siis on ideaalgaasi termiline 
olekuvõrrand kehtiv nii gaasisegule  tervikuna  kui ka segu igale komponentidele. 
 
 
 
 
 
3. Reaalgaas. 
Võrrand pv = RT kehtib eeldusel, et gaasimolekulide vahel puuduvad vastastikused jõud ning 
molekulide maht võrreldes gaasi kogumahuga on tühiselt väike. Seetõttu lähenevad reaalgaasi 
omadused ideaalgaasi omadustele küllalt hästi madalal rõhul (kui p → 0) ja kõrgel temperatuuril. Mis 
tahes aine võib sõltuvalt olekuparameetritest olla kas gaasilises (aur), vedelas või tahkes olekus ja 
parameetrite muutumisel üle minna ühest agregaatolekust teise. Samuti on võimalik aine olek mitmes 
faasis üheaegselt. 
 
Reaalgaasi põhiomadusi on, et teda on alati võimalik teatud tingimustel kondenseerida. Gaasifaasis 
oleva reaalgaasi mahu püsitemperatuursel (isotermsel) vähenemisel mingil temperatuuril T1 tõuseb 
rõhk seni, kuni erimaht saavutab väärtuse v1'' (punkt 1"). Aine on punktis 1" küllastunud olekus 
aurufaasis ja sellist ainet nimetatakse küllastunud auruks. Auru erimahu tähis küllastunud olekus on 
v". Punktis 1' on aine samuti küllastunud olekus, kuid vedelfaasis, ja sellist nimetatakse küllastunud 
vedelikuks. Punkte 1', 2', 3', ... ühendavat pidevat joont (aK) nimetatakse alumiseks piirkõveraks 
ehk keemisjooneks.  Punkte 1", 2", 3", ... ühendav joon (bK) kannab ülemise piirkõvera nimetust, seda 
teatakse ka kui kondenseerumisjoont. 
 
Van der Waalsi võrrand pv- tasandil 
 
 
 
5. Mehaaniline töö. Tehniline töö 
Mehaanilise töö mõiste termodünaamikas on seotud materiaalselt suletud süsteemiga. Olgu antud 
materiaalselt suletud süsteem mahuga V, millel puudub termodünaamilise keha juurde- ja äravool. 
Sellise süsteemi näiteks võib olla liikuva kolviga silindrisse suletud gaas. Eeldame süsteemisisest 
mehaanilist tasakaalu. 
 
 
Tehnilise töö mõiste termodünaamikas on seotud materiaalselt avatud süsteemiga. Avatud süsteem 
on selline, kuhu termodünaamiline keha võib juurde voolata või sellest lahkuda. Selline süsteem on 
näiteks turbiin, turbiinkompressor ja  tsentrifugaalpump
 
 
6.  Siseenergia
Siseenergia  on  süsteemi  osakeste  kõigi  energialiikide  summa.  Siseenergia U põhimõõtühikuks on 
džaul  (J). Erisiseenergia   u = U/M,  J/kg. 
 
Reaalgaasi siseenergia kujutab endast  summat  molekulide kineetilisest ja potentsiaalsest energiast. 
 U
U
. Ideaalgaaside potentsiaalne energia on null, seega siseenergia võrdub molekulide 
KIN
POT
m
2

3
kineetilise energiaga  U
 N
 NkT , kus N- molekulide arv, m – molekuli mass,  -
KIN
2
2
kiirus. Termodünaamiliste protsesside analüüsil leitakse siseenergia muutus.  U
   ,(J) .  
1
2
u=U/M  ,(J/kg) -> erisiseenergia.  u
    ,(J/kg)  U=Mu  ,(J) 
1
2
7.  Soojus
Energia kandub üle töö kujul, mis kutsub esile süsteemiväliste parameetrite muutuse või kehade 
ümberpaiknemise ruumis. Töö ise on makrosuurus. Energia läheb soojemalt kehalt jahedamale 
kehale otse, kas kehade vahetu kokkupuute või nn termilise nähtavuse (kiirguse) vahendusel, ilma et 
süsteemivälised  parameetrid  muutuksid. Säärases vormis üle kantud energia on tuntud soojusena, 
protsess ise aga on  soojusülekanne  ehk soojusvahetus.  Sellist Soojusena  ülekantavat  energia  
kogust  nimetatakse  soojushulgaks Q, mille põhimõõtühik on džaul (J),  1 kg termodünaamilise keha 
kohta antuna q = Q/M,     J/kg. Ümbruskeskkonnast  termodünaamilisse  süsteemi  kandunud  
soojushulk   loetakse  positiivseks,   süsteemist   ümbruskeskkonda  siirdunud  – negatiivseks. 
8. Termodünaamika esimene seadus. 
Termodünaamika esimeseks seaduseks on energia jäävuse ja muundamise seadus. Olgu meil gaas: 
mahuga – V, massiga – M, rõhuga – P, temperatuuriga – T. Juhime gaasile juurde mingisuguse 
elementaarse soojushulga dQ siis temperatuur tõused dT võrra, suureneb maht dV ja suureneb 
siseenergia dU. Paisumisel on gaas võimeline tegema tööd dL.  dQ = dU + dL  või keha massiühiku 
kohta  dq = du + dl.   Lõplike vahede kaudu avaldub seadus kuju ∆q = ∆u + l  . Materiaalselt  suletud  
80% sisust ei kuvatud. Kogu dokumendi sisu näed kui laed faili alla
Vasakule Paremale
Soojustehnika eksami küsimused #1 Soojustehnika eksami küsimused #2 Soojustehnika eksami küsimused #3 Soojustehnika eksami küsimused #4 Soojustehnika eksami küsimused #5 Soojustehnika eksami küsimused #6 Soojustehnika eksami küsimused #7 Soojustehnika eksami küsimused #8 Soojustehnika eksami küsimused #9 Soojustehnika eksami küsimused #10 Soojustehnika eksami küsimused #11 Soojustehnika eksami küsimused #12 Soojustehnika eksami küsimused #13 Soojustehnika eksami küsimused #14 Soojustehnika eksami küsimused #15 Soojustehnika eksami küsimused #16 Soojustehnika eksami küsimused #17 Soojustehnika eksami küsimused #18 Soojustehnika eksami küsimused #19 Soojustehnika eksami küsimused #20 Soojustehnika eksami küsimused #21 Soojustehnika eksami küsimused #22 Soojustehnika eksami küsimused #23 Soojustehnika eksami küsimused #24 Soojustehnika eksami küsimused #25 Soojustehnika eksami küsimused #26 Soojustehnika eksami küsimused #27 Soojustehnika eksami küsimused #28 Soojustehnika eksami küsimused #29 Soojustehnika eksami küsimused #30 Soojustehnika eksami küsimused #31 Soojustehnika eksami küsimused #32 Soojustehnika eksami küsimused #33 Soojustehnika eksami küsimused #34 Soojustehnika eksami küsimused #35 Soojustehnika eksami küsimused #36 Soojustehnika eksami küsimused #37 Soojustehnika eksami küsimused #38 Soojustehnika eksami küsimused #39 Soojustehnika eksami küsimused #40 Soojustehnika eksami küsimused #41 Soojustehnika eksami küsimused #42 Soojustehnika eksami küsimused #43 Soojustehnika eksami küsimused #44 Soojustehnika eksami küsimused #45
Punktid 100 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 100 punkti.
Leheküljed ~ 45 lehte Lehekülgede arv dokumendis
Aeg2015-12-19 Kuupäev, millal dokument üles laeti
Allalaadimisi 51 laadimist Kokku alla laetud
Kommentaarid 0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid
Autor Kelly Ellermaa Õppematerjali autor

Meedia

Lisainfo

Soojustehnika eksami kokkuvõte TTÜ ainekava järgi. Selles failis on kogu eksami küsimustele vastatud.
soojustehnika , eksam , konspekt , TTÜ , raamat , näited , soojus , gaas , ringprotsess , soojusallika , soojushulk , siseenergia , erisoojus

Mõisted


Kommentaarid (0)

Kommentaarid sellele materjalile puuduvad. Ole esimene ja kommenteeri


Sarnased materjalid

19
doc
Soojustehnika eksami küsimuste vastused
19
doc
Soojustehnika eksamiküsimused-vastused
2
doc
Soojustehnika teooria eksamiks
21
doc
Soojustehnika küsimuste vastused
12
doc
Soojustehnika - küsimused vastustused
21
docx
Soojustehnika konspekt
52
doc
Katlatehnika eksami vastused
11
pdf
Termodünaamika eksamiküsimused 2013





Faili allalaadimiseks, pead sisse logima
Kasutajanimi / Email
Parool

Unustasid parooli?

Pole kasutajat?

Tee tasuta konto

UUTELE LIITUJATELE KONTO MOBIILIGA AKTIVEERIMISEL +50 PUNKTI !