KOOLIFÜÜSIKA: SOOJUS 2 (kaugõppele)
5. TERMODÜNAAMIKA ALUSED
5.1 Termodünaamika I seadus
Termodünaamika I seadus annab seose kehale antava soojushulga, keha
siseenergia ja paisumistöö vahel
Q = U
∆
+ A ,
kus Q on juurdeantav soojushulk , U
∆
siseenergia muut ja A paisumistöö. Juhul
kui keha saab väljastpoolt mingi soojushulga, on Q positiivne ( Q > 0), juhul kui
keha annab ära mingi soojushulga, on Q negatiivne ( Q 0), juhul kui aga keha
kokkusurumiseks tehakse (välist) tööd, on A negatiivne ( A 0 , siis ka ∆T > 0 , mis tähendab, et isobaarsel paisumisel gaasi
temperatuur tõuseb ja ühtlasi suureneb ka gaasi siseenergia. (Vastupidi, isobaarsel
kokkusurumisel gaasi siseenergia väheneb).
Vaatame veel ka termodünaamika I seadust,mille kohaselt Q = U
∆
+ A . Viimane tähendab
nüüd seda, et isobaarsel paisumisel peab gaas saama väljastpoolt kindla soojushulga Q , mis
läheb osalt gaasi siseenergia suurendamiseks ja osalt gaasi paisumistööks.
Vastus: gaasi paisumistöö on 2,5 kJ, paisumisel gaasi siseenergia suureneb.
6
5.2 Soojusmasina kasutegur
Soojusmasina kasutegur avaldub üldjuhul valemiga
Q − Q
KOOLIFÜÜSIKA: SOOJUS 2 (kaugõppele) 5. TERMODÜNAAMIKA ALUSED 5.1 Termodünaamika I seadus Termodünaamika I seadus annab seose kehale antava soojushulga, keha siseenergia ja paisumistöö vahel Q = ∆U + A , kus Q on juurdeantav soojushulk, ∆U siseenergia muut ja A paisumistöö. Juhul kui keha saab väljastpoolt mingi soojushulga, on Q positiivne ( Q > 0), juhul kui keha annab ära mingi soojushulga, on Q negatiivne ( Q < 0). Juhul kui keha teeb paisumisel (kasulikku) tööd, on A positiivne ( A > 0), juhul kui aga keha
KOOLIFÜÜSIKA: SOOJUS 2 (kaugõppele) 5. TERMODÜNAAMIKA ALUSED 5.1 Termodünaamika I seadus Termodünaamika I seadus annab seose kehale antava soojushulga, keha siseenergia ja paisumistöö vahel Q = ∆U + A , kus Q on juurdeantav soojushulk, ∆U siseenergia muut ja A paisumistöö. Juhul kui keha saab väljastpoolt mingi soojushulga, on Q positiivne ( Q > 0), juhul kui keha annab ära mingi soojushulga, on Q negatiivne ( Q < 0). Juhul kui keha teeb paisumisel (kasulikku) tööd, on A positiivne ( A > 0), juhul kui aga keha
Gaasi oleku muutumisel I-st II-e on gaasi poolt tehtav töö arvuliselt võrdne pV-teljestiku graafiku ning p ja V- telje vahelise kujundi pindalaga. 7. Kirjuta energia jäävuse ja muundumise seaduse valem ja sõnastus soojusnähtuste teoorias (TD I P). U = Q - Ag Gaasi siseenergia muut on võrdne sellele antud või ära võetud soojushulga ja gaasi poolt tehtud töö algebralise vahega. 8. Termodünaamika I printsiibist tulenevad järeldused (ka tuletuskäik ning põhjendused) · Isohoorilisel protsessil V = const U = Q - Ag Ag = 0 ; U = Q Ag = p V Ag = 0 Isohoorilise protsessi korral kulub gaasile antav/ära võetav soojushulk selle siseenergia muutmiseks. · Isotermilisel protsessil T = const U = Q - Ag 3 U = 0; Q = Ag U = 2 kTN U= 0
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.
TEHNILINE TERMODÜNAAMIKA SISSEJUHATUS Termodünaamika on teadus energiate vastastikustest seostest ja muundumistest, kus üheks komponendiks on soojus. Tehniline termodünaamika on eelmainitu alaliigiks, mis uurib soojuse ja mehaanilise töö vastastikuseid seoseid. Tehniline termodünaamika annab alused soojustehniliste seadmete ja aparaatide (näiteks katelseadmete, gaasiturbiinide, sisepõlemismootorite, kompressorite, reaktiivmootorite, soojusvahetusseadmete, kuivatite jne.) arvutamiseks ja projekteerimiseks. Tehniline termodünaamika nagu termodünaamika üldse tugineb kahele põhiseadusele. Termodünaamika esimene seadus on energia jäävuse seadus, rakendatuna soojuslikele protsessidele, teine seadus aga määrab kindlaks vahekorra olemasoleva soojuse ja temast
kindla objekti, oleku või protsessi. Makroparameetrid on füüsikalised suurused, mida kasutatakse ainekoguse kui terviku kirjeldamisel. Nendeks on näiteks ainekoguse mass, rõhk, ruumala, temperatuur. Mikroparameetrid on füüsikalised suurused, mida kasutatakse aine üksiku molekuli kirjeldamisel. Nendeks onnäiteks molekuli mass, molekuli kiirus. Soojusnähtusi seletatakse molekulaarkineetilise teooria või termodünaamika abil. Esimene kasutab peamiselt mikroparameetreid, teine makroparameetreid. Molekulaarkineetilise teooria põhialused põhinevad kolmel väitel: a) Aine koosneb molekulidest. b) Osakesed on pidevas liikumises. c) Osakesed mõjutavad üksteist tõmbe- ja tõukejõududega. Kauguse suurenedes osakeste vahel saavad õlekaalu tõmbejõud, kauguse üleliigsel vähenemisel aga tõukejõud. Soojusnähtuste aluseks olevate mikroosakeste (molekulide, aatomite, elektronide)
valem: Q=L·m (m-mass; Q- soojushulk, L-aurustumissoojus). Aurumissoojus näitab soojushulka, mis on vajalik 1kg aine aurustumiseks jääval temperatuuril. Kui jäävaks temperatuuriks on võetud keemistemperatuur, siis nim suurust L ka keemissoojuseks. Põlemisega kaasneb intensiivne soojuse eraldumine, temperatuuri järsk tõus ja harilikult ka valgusnähtused (leek). valem: Q=k·m (k-kütteväärtus). Kütteväärtus on soojushulk, mis vabaneb 1kg-i kütuse täielikul ära põlemisel. Termodünaamika I seadus: süsteemile antud soojushulga arvel suureneb tema siseenergia ning süsteem teeb välisjõudude ületamiseks tööd. valem: Q=U+A, (Q-soojushulk 1J; U-siseenergia muut, 1J; A-töö 1J). Termodünaamika II seadus: on võimatu selline protsess, mille ainus tulemus oleks soojuse üleminek külmemalt kehalt soojemale. Pööratav protsess on protsess, mida saab tagasi pöörata, (nt. vesi tahkub jääks ja sulab tagasi veeks). Pöördumatu protsess on protsess, mis
SOOJUSÕPETUS Pascali seadus Vedelikule ja gaasile avaldatav rõhk antakse muutusteta edasi vedeliku või gaasi igasse puntki. Rõhk vedelikus p gh p vedeliku rõhk sügavusel h, g raskuskiirendus, vedeliku tihedus Üleslükkejõud F gV p vedeliku või gaasi tihedus, V keha poolt väljatõrjutud ruumala I. Termodünaamika Ideaalse gaasi m J olekuvõrrand pV RT m gaasi mass, M gaasi molaarmass, R universaalne gaasikonstant R 8,31
Kõik kommentaarid