korrutis on jääv. T = const. pV = const., seega kogu soojus läheb tööks (Q = A). Graafikuks hüperbool. 2) Gay Lussaci seadus: isobaarilisel protsessil antud gaasikoguse ruumala ja temperatuuri suhe on jääv. p = const. V / T = const. Graafikuks sirge. 3) Charles'i seadus: isohoorilisel protsessil antud gaasikoguse rõhu ja temperatuuri suhte on jääv. V = const. p / T = const., seega kogu soojus läheb siseenergia muutmiseks (Q = U). Graafikuks sirge. 4) Adiabaatiline protsess: selline protsess, mille käigus ei toimu soojusvahetust väliskeskkonnaga. Q = 0. Töö tegemine võimalik vaid siseenergia arvelt. U = A, seega töö tegemisel gaasi temperatuur langeb. · Siseenergia keha kõikide molekulide korrapäratu liikumise kineetilsite energiate ja nende vastastikmõju potentsiaalsete energiate summa. Ideaalse gaasi puhul võrdeline absoluutse temperatuuriga. U = EkNA = 3/2kTNA = 3/2RT. U0 = 3/2RT (ühe
Kuid mis on siis maksimaalseks soojusmasina efektiivsuseks? Vastuse sellele küsimusele leidis Prantsuse insener Sadi Carnot Kõige efektiivsem soojusmasin, mis töötab kahe reservuaari vahel, on pööratav. Antud soojusmasin töötsüklit hakati nimetama Carnot`i tsükliks Mille sooritab pööratava tsükliga soojusmasin, mis töötab kahe reservuaari vahel. Tsükkel koosneb: 1) Isotermiline soojusülekanne soojemast reservuaarist 2) Adiabaatiline paisumine madalama temperatuuriga reservuaari temperatuurini 3) Isotermiline soojusülekanne külmemale reservuaarile 4) Adiabaatiline kokkusurumine madalama temperatuuriga reservuaari temperatuurin Protsess on pööratav: 1) Mehaaniline energia ei muundu soojusenergiaks (hõõrdumise, viskoossuse vms tõttu ) 2) Soojusvahetus saab toimuda vaid sama temperatuuriga kehade vahel kui temperatuurid oleksid erinevad, oleks soojuse ülekanne võimalik vaid ühte
-Gaasi töö arvutamine isobaarilisel protsessil -Termodünaamika I seadus Termodünaamika I seadus sätestab, et keha siseenergia (U) saab muuta tänu soojushulgale (Q), mis vahetatakse väliskeskonnaga ning tööle (A), mida süsteem teeb välisjõudude vastu. Seaduse rakendamine isoprotsessidele 1) Isotermilises protsessis , kus Kehale antud soojushulk läheb täielikult tööks 2) Isobaarilises protsessis 3) Isohoorilises protsessis, kus 4) Adiabaatiline protsessis, kus Süsteemi siseenergia arvelt võib toimuda töö. -Adiabaatiline protsess See on protsess, mille vältel süsteem ei ole väliskeskkonnaga soojusvahetuses. -Soojusmasinad, tööpõhimõte, reaalse ja ideaalse soojusmasina kasutegur Soojusmasinad on seadmed, mis muundabvad kütuse siseenergiat mehaaniliseks energiaks. Soojusmasinad on nt. Auruturbiin, aurumasin, sisepõlemismootor, reaktiivmootor. Soojendi T1 - kus toimub kütuse põletamine (nt. Katel) (Q1)
energiaüle- T kannet ümbritsevaga. E Kogu aine ja A energia jääb süsteemi, seega D on adiabaatiline jahtumine ja U soojenemine S võimalik pöördprot- sessina. Õhumassi ruumala muutustega seotud adiabaatiline jahtumine ja soojenemine M A A T E
3)Gaasi paisumistöö Soojushulk energia, mida keha saab või annab ära soojusvahetuse teel. Termodünaamika I seadus Töötavale kehale antud soojushulk kulutatakse ära keha siseenergia suurendamiseks ja keha poolt avaldatava jõu poolt mehaanilise töö tegemiseks. Ei ole võimalik ehitada sellist pidevalt töötavat masinat, mis teeks rohkem tööd kui töötavale kehale antud soojushulk. Soojusmasin- masin, mis teeb mehaanilist tööd soojuse arvelt. Adiabaatiline protsess- soojusvahetuseta toimuv protses. Termodünaamika II seadus Ei ole võimalik ehitada sellist pidevalt töötavat soojusmasinat, mis teeks mehaanilist tööd kogu töötavale kehale antud soojushulga arvelt. Kogu töötavale kehale antud soojushulka ei ole võimalik muuta mehaaniliseks tööks. Ringprotsess protsess, mille toimumise järel jõutakse tagasi algolekusse. Carnot' tsükkel: 1) isotermiline paisumine 2) adiabaatiline paisimine 3) isotermiline kokkusurumine
Labiilne - ümbritsev õhk surub veelgi kaugemale algnivoost ehk võimendab esialgset häiritust. Neutraalne - ümbritsev õhk ei mõjuta jõududega, jääb uuele nivoole. 22. Mis määrab atmosfääri vertikaalse tasakaalu? Millistel juhtudel on atmosfäär stabiilses, labiilses ja ükskõikses tasakaalus? Atmosfääris on õhu vertikaalne tasakaal määratud temperatuuri vertikaalse gradiendiga. Stabiilne kihistus - Õhumassis langeb temperatuur aeglasemalt kui adiabaatiline gradient üles nihutatud väike õhumass jahtub kiiremini kui ümbritsev õhk, tihedus suureneb alla nihutades aga soojeneb kiiremini kui ümbritsev õhk, tihedus väheneb · väike õhukogus liigub tagasi algnivoole · stabiilne stratifikatsioon takistab atmosfääri vertikaalset segunemist, pilvisuse teket Labiilne kihistus - Õhumassis langeb temperatuur kiiremini kui adiabaatiline gradient
Igiliikur ignoreerib termodünaamika I printsiipi ja seda pole võimalik luua. Neid on küll välja pakutud, kuid takistusjõudude (hõõrdumine, roostetamine, kulumine) ei tööta need siiski lõpmata kaua. 12) Kuidas näeb välja termodünaamika seadus kahes isoprotsessis? Isotermses protsessis läheb kogu juurdeantav soojushulk paisumistööks. Kogu juurdeantav soojushulk läheb siseenergia suurendamiseks (temperatuuri tõstmiseks). 13) Mis on adiabaatiline protsess? Selgita diiselmootorite tööpõhimõtet kasutades termodünaamika seadusi. Adiabaatiline protsess on protsess, mille vältel süsteem ei ole väliskeskkonnaga soojusvahetuses. Diiselmootor töötab tsüklilises protsessis. Kütuse ja õhu segu surutakse kokku ja see plahvatab. See surub kolvi alla ja heitgaasid väljutatakse. Kõik kordub. 14) Termodünaamika 2. seadus (2 sõnastust). 1-Soojus ei saa iseenesest üle minna külmemalt kehalt kuumemale.
Igiliikur ignoreerib termodünaamika I printsiipi ja seda pole võimalik luua. Neid on küll välja pakutud, kuid takistusjõudude (hõõrdumine, roostetamine, kulumine) ei tööta need siiski lõpmata kaua. 12) Kuidas näeb välja termodünaamika seadus kahes isoprotsessis? Isotermses protsessis läheb kogu juurdeantav soojushulk paisumistööks. Kogu juurdeantav soojushulk läheb siseenergia suurendamiseks (temperatuuri tõstmiseks). 13) Mis on adiabaatiline protsess? Selgita diiselmootorite tööpõhimõtet kasutades termodünaamika seadusi. Adiabaatiline protsess on protsess, mille vältel süsteem ei ole väliskeskkonnaga soojusvahetuses. Diiselmootor töötab tsüklilises protsessis. Kütuse ja õhu segu surutakse kokku ja see plahvatab. See surub kolvi alla ja heitgaasid väljutatakse. Kõik kordub. 14) Termodünaamika 2. seadus (2 sõnastust). 1-Soojus ei saa iseenesest üle minna külmemalt kehalt kuumemale.
plahvatama suure surve tagajärjel Bensiinimootoris pannakse kütusesegu plahvatama sädemega küünlast Diiselmootor seisatakse kui kütusel takistatakse liikumine silindrisse Bensiinimootor seisatakse kui lülitatakse välja elektrisüsteem, mis tagab küünalde töö Termodünaamika seadused Keha siseenergia muut- keha siseenergia muut on võrdne kehale antud soojushulga ja väliste jõudude poolt tehtud töö summaga. Adiabaatiline protsess- adiabaatilises protsessis ei toimu keha või kehade süsteemi soojusvahetust väliskeskkonnaga Külmemalt soojemale- soojus ei saa iseeneslikult üle minna külmemalt kehalt soojemale Iseeneslikud protsessid- iseeneslikud (spontaansed) protsessid viivad keha soojusliku tasakaalu olekusse Suletud süsteemi energia- suletud süsteemi koguenergia on jääv Soojusmasin Soojusmasin- soojusmasin muudab
plahvatama suure surve tagajärjel Bensiinimootoris pannakse kütusesegu plahvatama sädemega küünlast Diiselmootor seisatakse kui kütusel takistatakse liikumine silindrisse Bensiinimootor seisatakse kui lülitatakse välja elektrisüsteem, mis tagab küünalde töö Termodünaamika seadused Keha siseenergia muut- keha siseenergia muut on võrdne kehale antud soojushulga ja väliste jõudude poolt tehtud töö summaga. Adiabaatiline protsess- adiabaatilises protsessis ei toimu keha või kehade süsteemi soojusvahetust väliskeskkonnaga Külmemalt soojemale- soojus ei saa iseeneslikult üle minna külmemalt kehalt soojemale Iseeneslikud protsessid- iseeneslikud (spontaansed) protsessid viivad keha soojusliku tasakaalu olekusse Suletud süsteemi energia- suletud süsteemi koguenergia on jääv Soojusmasin Soojusmasin- soojusmasin muudab
Kui süsteem välisjõudude töö A asemel teeb ise tööd A', siis A=-A', kuna need tööd on absoluutväärtuselt võrdsed ja vastandmärgilised. Siis TD I seadus: U= Q-A', st keha siseenergia muut võrdub süsteemile üle antud soojushulga Q ja selle süsteemi poolt tehtud töö A'vahega. Adiabaatiine protsess. Protsess, mille vältel süsteem ei ole väliskeskkonnaga soojusvahetuses (ta on isoleeritud soojusisoloatsiooniga). st Q=0. TD seadus U= Q+A võtab kuju U= A. Adiabaatiline protsess peab toimuma väga kiiresti. kiiremini, kui väliskeskkonna soojuslik toime mõjutaks süsteemi. Kui U= A, siis gaasi temp langeb, sest välisjõud teevad gaadi adibaatiliel kokkusurumisel tööd siseenergia arvelt. p väheneb, Vsuureneb (gaad paisub) ja temp langeb. Gaasi rõhk alaneb adibaatilisel paisumisel kiiremini kui isotermilisel paisumisel. Soojushulk. Soojuse ülekanne- keha siseenergia muutmise protsess, mille puhul tööd ei tehta. See toimub kehade
muutuks 1 kraadi võrra. Moolsoojus näitab, kui palju tuleb 1 moolile ainele anda energiat, et selle aine koguse temp. muutuks 1 kraadi võrra. 7. Milline on isohooriline protsess, kuidas avaldub töö isohoorilisel protsessi korral? (Põhjendada) Ruumala on konstantne. Tööd ei tehta 8. Milline on isobaariline protsess, kuidas avaldub töö isobaarilise protsessi korral? (Tähtede tähendused). Rõhk on konstantne. A = p(V2 – V1) 9. Milline on isoterminiline protsess? Milline on adiabaatiline protsess? Temperatuur on konstantne. Adiabaatiline – soojusvahetust ei toimu väliskeskkonnaga. 10. Mis on soojusmasina kasutegur ja milline on maksimaalne võimalik soojusmasina - kasutegur? (Tähtede tähendused) - Soojusmasina kasutegur näitab, kui palju kogu tööst muudab soojusmasin kasulikuks tööks. Maksimaalne võimalik kasutegur 62%. n = A/Q1 = Q1 – Q2 / Q1. (Q1 – soojendilt saadud energia, Q2 – jahtule antud energia). 11. Mida näitavad ruumlaeng, pindlaeng ja joonlaeng
2. Vabadusastmete arvu all mõistetakse sõltumatute suuruste arvu, mille abil on võimalik määrata süsteemi olekut. 3. i kT i n n 2n kulg pöörl võnk 2 4. Universaalne gaasikonstant võrdub ühe mooli ideaalse gaasi paisumistööga isobaarilises protsessis , kus gaas soojeneb 1 K võrra. 5. i i2 CV R , CP R 2 2 6. Eelmine valem, i = 5 7. Aatomite arvust molekulis. 8. Adiabaatiline protsess ei toimu soojusvahetust ümbritseva kk-ga. Näiteks heli levimine gaasis. 9. Clapeyroni võrrand kehtib ideaalse gaasi korral. 10. Ideaalne on gaas, mille korral kehtib Clapeyroni võrrand. 11. 78 Pa 12. Osakeste keskmist kineetilist energiat. 13. Termodünaamiline tasakaal on termodünaamilise süsteemi lõppolek muutumatute välis- tingimuste korral. 14. Ei saa rääkida temperatuurist. 15. Rõhu suurendamisel siseenergia suureneb ja vastupidi. 16
teeb tööd. Ideaalse gaasi töö A.(Välisjõudude töö A on võrdeline ja vastupidine).Paisumisel on gaasi töö positiivne.(Välisjõudude töö neg.) Kokkusurumisel on gaasi töö neg. ja välisjõudude töö pos. Siseenergia. Ideaalsel gaasil puudub siseenergial vastustikmõju energia.. Ideaalse gaasi siseenerga koosneb:Koostisosakeste kineetiliste energiate summadest. Ideaalse gaasi siseenergia sõltub ainult temperatuurist. 1) Adiabaatiline protsess: Toimub ilma soojusvahetuseta.Q=0. 2) Isohooriline protsess.Ruumala ei muutu, järelikult tööd ei tee. A=0,Q=U.3) Isotermiline protsess.Q=0, Q=A.4)ISobaariline protsess. Gaasile antud soojushulga arvelt teeb gaas tööd. Q=U+A. Sisenergia muundatake mehaaniliseks energiaks.Töötava kehaks on gaas(paisub märgatavalt ja tõmbub kokku). Masina töö peab olema tsükliline. Masina juurde kuuluvad soojendaja ja jahutaja.Ideaalne soojusmasin.Carot tsikkel-1)takt-isotermiline
kT kulgliikumise energia 2 29. Isoprotsessid. Olekuvõrrand. Isoprotsessiks nim oleku muutumist, milles mingi olekut iseloomustav parameeter jääb konstantseks. Isokooriliseks nimetatakse protsessi, kus gaasi ruumala on konstantne V=const, siis Isotermiliseks nimetatakse protseessi, kus gaasi temperatuur on konstantne T=const, siis p1V1=p2V2 Isobaariliseks nimetatakse protsessi, kus gaasi rõhk on konstantne p=const, siis Adiabaatiline protsess on protsess, mille vältel süsteem ei ole väliskeskkonnaga soojusvahetuses. p1V1 ϰ =p2V2ϰ ϰ- kapa ϰ= 30. Maxwell’i jaotus. Valem, mis on f, mida näitab, graafikut peab teadma ja mis teljestikus on. Maxwelli jaotus on diferentsiaalne jaotusfunktsioon, mis väljendab mingi kiirusega osakeste suhtelist hulka 31. Baromeetriline valem. Boltzmanni jaotus. Boltzmanni jaotus - mikrofüüsikas väljendab ta kõige sagedamini osakeste jaotust energiate järg
Isokooriliseks nimetatakse protsessi, kus gaasi ruumala on konstantne p1 V 1 p2 V 2 V=const, siis = T1 T2 Isotermiliseks nimetatakse protseessi, kus gaasi temperatuur on konstantne T=const, siis p1V1=p2V2 Isobaariliseks nimetatakse protsessi, kus gaasi rõhk on konstantne V 1 V 2 p1 p2 p=const, siis = ja = T 1 T2 T 1 T 2 Adiabaatiline protsess on protsess, mille vältel süsteem ei ole c p i+2 väliskeskkonnaga soojusvahetuses. p1V1 ϰ =p2V2 ϰ ϰ- kapa ϰ= c v = i 29.Maxwell’i jaotus. Maxwelli jaotus on diferentsiaalne jaotusfunktsioon, mis väljendab mingi
Prantsuse ülemvõimu kehtestamine Saksamaal vallandas ka seal Vabadussõja 1813.a. *1815.a. - Waterloo lahing, Napoleon kaotas koalitsioonivägedele ja loobus lõplikult troonist. Ta saadeti üksikule Püha Helena saarele, kus ta ka suri 1821.a. Carnotäi tähtsaimad leiutised. Carnot tsükkel on idealiseeritud soojusmasina töötsükkel, mis koosneb kahest isotermaalsest ja kahest adiabaatilisest protsessist:Isotermaalne paisumine temperatuuril TH soojuse juurdeandmise tõttu adiabaatiline paisumine isotermaalne kokkusurumine temperatuuril T C (soojuse äraandmine). Adiabaatiline kokkusurumine. Carnot tsükkel vastab teoreetiliselt maksimaalse kasuteguriga soojusmasinale, kuid praktikas ei saa sellisetsükliga soojusmasinat ehitada, sest soojuse ülekanne isotermilise protsessi käigus on liiga aeglane. Põhimõtet seletades: Soojuselektrijaamas soojusenergiat kandev keha (veeaur-vesi) ringleb
Avogadro arv (6,02 × 1023) loendatavat osakest μ, universaalne gaasikonstant 8.31 J/(mol*K) R, temperatuur T (K) pV Olekuvõrrand: =const ⇛ pV =μRTRT T Isobaariline protsess W =F Δ x F p= ⇛ F= pA A W =pA Δ x ⇛ A Δ x=V ⇛ W =p Δ V ⇛ W =p ( V 2−V 1 ) Termodünaamika 1. seadus Mõisted: soojushulk Q, siseenergia juurdekasv ∆U, töö W Soojushulk: U 2−U 1=Q−W ⇛ Q= ΔU +W Ühik: J Adiabaatiline ja isohooriline protsess Adiabaatiline protsess: Q=0 Q= ΔU +W ΔU =−W Isohooriline protsess: ΔV =0 →W =0 Q= Δ U Entroopia ΔQ Entroopia muut: Δ S= T J Ühik: K Soojusmasina kasutegur W Q 1−Q 2 Soojusmasina kasutegur: η= = Q1 Q1 T 1−T 2 Ideaalse soojusmasina kasutegur: η= T1 Soojuspaisumine
arvestada. Kiirusega 1000 m/s liikuv vaskkuul tabab metallseina. Kui palju kerkib kuuli temperatuur, kui kogu kineetiline energia läheb vase soojendamiseks? Vase erisoojus on 390 J/Kg k ning kuuli mass on 5 g. Termotünaamika 1 printsiip Süsteemile antud soojushulk kulutatakse süsteemi siseenergia suurendamiseks ning välisjõudude vastu tehtavaks tööks. Valem dQ=dU+dA Energiaringluse erijuhud Erijuhud TD-s isoprotsessid Isoprotsesse on 4: isotermiline, isobaariline, isohooriline, adiabaatiline Esimese 3 puhul selge, mis püsib muutumatu- vastavalt temperatuur, rõhk, ruumala 4nda puhul selgub hiljem, mis jääb konstantseks, iseloomustab soojusvahetuse puudumine väliskeskkonnaga. Isotermiline protsess (dQ=dU+ dA) Kuna T on const, siis temperatuur ja seega ka siseenergia ei muutu Kogu juurdekantav soojus muundatakse kasulikuks tööks (dQ=dA) Töö avaldub (NB ! pV= const) Valemm.. Isobaariline protsess (dQ = dU + dA) · Konstantseks jääb rõhk, muutuvad T ja V
16. Termodünaamika I seadus ( sõnastus, valem ) Süsteemile antud soojushulga arvel suureneb tema siseenergia ning süsteem teeb pärisjõudude ületamiseks tööd. Q=delta U+A 17. Termodünaamika II seadus ( vali üks sõnastus ) Pole võimalik masin, mis töötaks ainult teise keha arvelt. 18. Pööratav protsess ( mõiste, näide ) Protsess, mida saab tagasi pöörata. Vesi ja jää 19. Pöördumatu protsess ( mõiste, näide ) Protsess toimub ainult ühes suunas. Vananemine 20. Mis on adiabaatiline protsess? Protsess, kus puudub väliskeskkonnaga soojusvahetus. 21. Kuidas arvutatakse tööd isoprotsessides? Isobaariline A=p*delta V. Isotermiline A=Q. Isohooriline Q=0 A= - delta U 22. Soojusmasinad ( mõiste, näide ) Masin, mis muundab kütuse siseenergia mehhaaniliseks energiaks. Nt sisepõlemismootor 23. Kuidas leitakse reaalse ja ideaalse soojusmasina kasutegurit?
arvestata kehade molekulaarset ehitust. I seadus- süsteemile antud Q-ga arvelt suureneb tema siseenergia ja süsteem teeb välisjõudude ületamiseks tööd. Q=(delta)U+A · Termodünaamika II seadus Pole võimalik luua sellist masinat, mis töötaks ainult teise keha arvelt · Pööratav protsess- protsess, mida saab tagasi keerata ( jää sulatamine ja vee külmetamine) · Pöördumatu protsess- protsess, mis toimub ainult ühes suunas(vananemine) · Adiabaatiline protsess-kus puudub välis kk soojusvahetus Q=O · Isobaariline protsess ,P=const, A=p(delta)U Isotermiline, T=const, A=Q Isohooriline, V=const, A=O · Soojusmasinad- masinad, mis muudavad kütuse siseenergia mehhaanilseks energiaks( aurumasin, sisepõlemismootor) · Reaalse soojusmasina kasutegur- masina poolt tehtud töö ja soojendilt saadud soojushulga suhe. re = = , re-kasutegur, A-masina poolt tehtud töö, Q1- soojendilt
Kõige lihtsam töö vorm on mehaaniline töö. Nt. Gaas teeb paisumisel tööd dA = pdV, kus p- gaasi rõhk, dV- ruumala muut. Siseenergiaks nimetatakse keha võimet teha tööd sisemiste protsesside arvelt. ΔU=i/2*m/z*R*ΔT Isoprotsess- oleku muutumist, milles mingit parameetrit iseloomustav suurus jääb muutumatuks isotermiline T=consT. ΔU=0 Q=A, p1V1=p2V2 isokooriline V=consT. ΔU=Q A=0, p1/T1=p2/T2 isobaariline p=consT. A=pΔV, ΔU=Q-A, V1/T1=V2/T2 adiabaatiline (siis kui protsessi vältel ei ole süsteemil väliskeskkonnaga 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).
Vabadusastmete arv sõltub aga tempertatuurist. Madalatel temperatuuridel molekulid kulgliiguvad, temperatuuri tõustes liituvad --> pöörlemine --> võnkumine. Pöörlemine ja Võnkumine ei haara kõiki molekule korraga. Algul hakkab pöörlema vaid väike osa molekulidest ... seda seletab kvantmehaanika. Vabadusastmete arv tähendabki sõltumatuid suurusi, mille abil on võimalik süsteemi kirjeldada... 8.Adiabaatiline on protsess, mille puhul ei toimu soojusvahetust ümbritseva keskkonnaga. Tegelikkuses saavad adiabaatilisele lähedased olla ainult kiiresti kulgevad protsessid (kuna soojusvahetus nõuab aega). 9.Clayperoni võrrand: p*Vkm/T = R, mis seob ühe kilomooli ideaalse gaasi parameetrid, kehtib ideaalse gaasi korral normaaltingimustel (temp = 0 0C, p = 1 atm) 10. Ideaalne on gaas, milles igasugune molekulidevaheline interaktsioon puudub, sõltumata nende vahekaugustest
ohuniiskus eriniiskus-antud ruumalas leiduva veeauru massi suhe samas ruumalas oleva niiske ohu massisse ( g/kg ) veeaururohk- rohk, mida tekitavad veeauru molekulid oma kaootilisel liikumisel (mb, hPa) kullastunud ohuniiskus- suhteline õhuniiskus on 100% · Iseloomustada adiabaatilist protsessi ning sellega seotud nahtusi.- protsessi kaigus ohumassi puhul ei esine energia ulekannet umbritsevaga. Kogu aine ja energia jaab susteemi, seega on adiabaatiline jahtumine ja soojenemine voimalik pöördprotsessina. · Vorrelda suhtelise ohuniiskuse ning eriniiskuse meridionaalseid profile- Ekvatoriaalses madalrohuvööndis suhteline- ning eriniiskuse profiil tundub olevat usnagi samavaarne ning maksimaalne vorreldes molemal pool oleva lahistroopilise madalrohuvööndiga. Eriniiskuse profiilil on molemal pool ekvatoriaalset piirkonda uhtlaselt langev graafik, aga suhtelise niiskuse graafikul on muutus ebauhtlane - piirkonniti on naiteks kuivem.
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 toimub ainult ühes suunas, (nt. vananemine, kivi kukub allapoole). Adiabaatiline protsess on protsess, kus puudub väliskeskkonnaga soojusvahetus. A=-U ; Q=0. Isoprotsessides töö arvutamine: isobaariline protsess p=const, A=p·V; isotermiline protsess t=const, U=const, A=Q; isohooriline protsess V=const, A=0 ja Q=U. Soojusmasinad on masinad, mis muundavad kütuse siseenergia mehaaniliseks energiaks, (nt. sisepõlemismootor, aurumasinad, auruvedurid). Reaalse soojusmasina kasutegur on masina poolt tehtud töö ja soojendilt saadud soojushulga suhe
TTÜ Füüsikalise keemia õppetool SOOLA INTEGRAALSE LAHUSTUMISSOOJUSE Töö nr: 1 MÄÄRAMINE Liis Hendrikson KATB 41 Teostatud: Kontrollitud: Arvestatud: 28.03.2012 Joonis . Lahustumissoojuse määramiseks kasutatav adiabaatiline kalorimeeter Töö ülesanne Töös määratakse soola integraalne lahustumissoojus vees. Kasutatava adiabaatilise kalorimeetri soojusmahtuvus arvutatakse. Töö käik 1. Kuna antud sool lahustumisel neelab soojust, siis tõstsin kalorimeetrisse valatava vee temperatuuri 0,5 1 kraadi võrra toatemperatuurist kõrgemaks. 2
füüsikalise keemia õppetool Töö nr: 1f Töö pealkiri: Soola integraalse lahustumissoojuse määramine Üliõpilase nimi ja eesnimi: Õpperühm: Töö teostamise Kontrollitud: Arvestatud: kuupäev: 13.02.2012 SKEEM Lahustumissoojuse määramiseks kasutatav adiabaatiline kalorimeeter Tööülesanne: Töös määratakse soola integraalne lahustumissoojus vees. Kasutatava adiabaatilise kalorimeetri soojusmahtuvus kas arvutatakse või täpsema töö korral määratakse kindla koguse puhta KCl lahustumissoojuse alusel. Töökäik: Katse algul tehakse kvalitatiivselt kindlaks, kas uuritav sool lahustumisel neelab või eraldab soojust. Vastavalt sellele toimub Beckmanni termomeetri kaliibrimine ja kalorimeetrisse valatud vee temperatuuri valik.
Materjaliteaduse instituut TTÜ füüsikalise keemia õppetool Töö nr 1F Töö pealkiri: Soola integraalse lahustumissoojuse määramine Üliõpilase nimi: Õpperühm Töö teostamise Kontrollitud: Arvestatud: kuupäev: 21.03.2012 Lahustumissoojuse määramiseks kasutatav adiabaatiline kalorimeeter Töövahendid: Aparaatuur lahustumissoojuse määramiseks (joon. 1) koosneb järgmistest osadest: plastmass- või vildiga isoleeritud metallanumast 1, kolme auguga kaanest 2 anuma sulgemiseks, keeduklaasist või polüetüleennõust 3, segurist 4, ampullist 5, klaaspulgast 6, Beckmanni termomeetrist 7 ja luubist. Aja mõõtmiseks kasutatakse stopperit. Töö ülesanne: Töös määratakse soola integraalne lahustumissoojus vees. Kasutatava adiabaatilise kalorimeetri
Aine siseenergia on tema osakeste summaarne energia nende vastastikusel liikumisel ja mõjustusel. Ideaalgaasi siseenergia on võrdeline tema temperatuuriga: U = c T, kus c on konstant. Termodünaamika I printsiip : aine mingile kogusele antud soojushulk Q (või: olemasoleva soojushulga Q muutus Q ) põhjustab siseenergia kasvu U ja võimaldab paisumisel teha tööd A . Q = U + A . TD I printsiip on oma olemuselt energia jäävuse seadus. Ta väidab näiteks, et kui me soojust juurde ei anna (adiabaatiline protsess, Q = 0), siis on töö tegemine võimalik vaid siseenergia kahanemise arvelt. Töö tegemiseks peab kulutama energiat (kas soojust või siseenergiat). Seetõttu ei ole võimalik perpetuum mobile soojusmasin, mis teeks igavesti tööd, ilma, et energiat juurde enam saaks Termodünaamika II printsiip: soojust ei ole kunagi võimalik muuta täielikult tööks. 1. Clausiuse järgi: Soojus ei saa minna külmemalt kehalt soojemale, ilma et välisjõud seejuures tööd teeks
Termodünaamika kõige laiemas mõttes uurib energia muundumist ühest liigist teise ning neid muundumisi iseloomustavaid kvantitatiivseid seoseid. Termodünaamika I printsiip väidab: Süsteemile antud soojushulk kulutatakse süsteemi sisenergia suurendamiseks ning välisjõudude vastu tehtavaks tööks Valem: ..................... Energiaringluse erijuhud Erijuhud termodünaamikas isoprotsessid · Isoprotsesse on 4: isotermiline, isobaariline, isohooriline, adiabaatiline · Esimese 3 puhul selge, mis püsib muutumatu vastavalt temperatuur, rõhk, ruumala · Isotermiline protsess - T on const, siis temperatuur ja seega ka siseenergia ei muutu · Isobaariline konstantseks jääb rõhk · Isohooriline konstantne on ruumala Carnot ringprotsess TD 1. Printsiip ring-protsessi ühe tsükli jooksul tehtud töö on võrdne süsteemile antud soojushulgaga ........ Carnot ringprotsess toimub ideaalse gaasiga ideaalses soojusmasinas
Peamine ilma erinevus antitsüklonites aastaaegade järgi seisneb selles, et suvel mandril paiknevas antitsüklonis ei esine ulatuslikke tsoone tiheda kihtpilvitusega. Kui õhk antitsüklonis on kuiv, siis valitseb tsentris suvel selge ilm. Antitsükloni äärealadel areneb sageli rünkpilvitus. Üksikutel juhtudel esineb ka äikest. Antitsükloni tsentris soodustavad kõrge temperatuuri tekkimist alumise õhukihi tugev päevane soojenemine ja laskuvate õhuvoolude adiabaatiline soojenemine. Meil on ebastabiilne ilm, sest kõik tsüklonid ei jõua meile. Pilet nr 9. Soe front ja selle üleminek. Mulla ja mullapinna lähedal temperatuur (aastane ja ööpäevane käik). Soe front liigub suhteliselt külmema õhumassi poole. Valdav enamik soojadest frontidest on anafrondid, st soe õhk libiseb neis mööda frontaalpinda üles. Enne sooja frondi saabumist mingisse piirkonda asub sellel alal külm õhumass temale iseloomuliku ilmaga
tänu soojushulgale , mis vahetaks keskkonnaga ning tööle mida süsteem teeb välisjõudude vastu dU=dQ-A TERMODÜNAAMIKA 2 PNTSIIP –soojus masin mille ainus tulemus on kogu soojuse muutmine töök on võimatu ENTROOPIA- tähendab süsteemi pöördumatut üleminekut korrastatud olekult mittekorrastatule kus energia kvaliteet väheneb .Entroopia kasv näitab energia hajumist Van der waalsi võrrand- PV^3+(bp+V(erinev tähis )RT)V^3+aV=ab ADIABAATILINE PROTSESS-on protsess mille vältel süsteemil ei ole väliskeskkonnaga soojusvahetust CARNOT TSÜKKEL-keha astudes soojusvahetuse kahe lõpmata suure soojusmahutavusega reservuaariga saab koosneda ainult 2 isotermist ja 2 adiabaadist SOOJUSMASIN-Perioodiliselt tegutsevt mootoit mis teeb tööd väljaspoolt saadava soojuse arvelt nim soojusmasinaks PINDPINEVUS on nähtus kus vedeliku pinna kiht käitub kui elastne kile
ruumpaisumine- tahked ained paisuvad soojenedes ja tõmbuvad kokku jahtudes, vee paisumine- paisuvad soojenedes ja tõmbuvad kokku jahtudes 13) Termodünaamilised protsessid o Isoprotsessid, töö isoprotsessides (+ valemid ja joonised) isobaarne- rõhk on jääv V/T=const P isohoorne- ruumala on jääv =const T isotermiline- temperatuur on jääv pV=const o Adiabaatiline protsess, Mendelejev-Clapeyron’i seadus (+ joonis) - on protsess, mille vältel süsteem ei ole väliskeskkonnaga soojusvahetuses näiteks küttesegu kokkusurumine sisepõlemismootori silindris ja õhu kiire kokkusurumine õhksütikus, Kui protsess kulgeb noolega näidatud suunas, on töö paisumisel (ülemine kõver) suurem kui töö kokkusurumisel (alumine kõver)
did not contribute much to the field himself except some early articles as an assistant to Helmholtz in , including research on the of , a new kind of , and a graphical means of determining the properties of moist air when subjected to changes. Hertz, aga ei aidanud palju valdkonnas ennast välja arvatud mõned varasemad artiklid abina Helmholtz in Berlin, kaasa arvatud teadusuuringud aurumine on vedeliku, uut tüüpi hügromeetriga ja graafilist määramise omadused niiske õhk, kui suhtes adiabaatiline muudatusi. Kontakt mehaanika 1881-1882, Hertz avaldanud kaks artiklit, mis oli saada teada, kui valdkonnas kontakt mehaanikat. Elektromagnetiline teadus Hertz aidanud kindlaks fotoelektrilise mõju (mis oli hiljem seletada Albert Einstein), kui ta märkas, et laetud objekti kaotab selle eest paremini kui valgustatud ultraviolettvalguses. In 1887, he made observations of the photoelectric effect and of the production and reception of electromagnetic (EM) waves, published in the journal
TTÜ Materjaliteaduse instituut füüsikalise keemia õppetool Töö nr 1 Töö pealkiri Soola integraalse lauhustumissoojuse määramine Üliõpilase nimi ja Õpperühm eesnimi Töö teostamise Kontrollitud: Arvestatud: kuupäev: 09.03.2011 Joonis Lahustumissoojuse määramiseks kasutatav adiabaatiline kalorimeeter TÖÖ ÜLESANNE Töös määratakse soola integraalne lahustumissoojus vees. Kasutatava adiabaatilise kalorimeetri soojusmahtuvus kas arvutatakse või täpsema töö korral määratakse kindla koguse puhta KCl lahustumissoojuse alusel APARATUUR Lahustumissoojuse määramiseks (joon. 1) koosneb järgmistest osadest: plastmass- või vildiga isoleeritud metallanumast 1, kolme auguga kaanest 2 anuma sulgemiseks, keeduklaasist või
• Kui vahelduvvoolu elektrikaar kustub, muutub pinge kaarevahemikus kaare kustumispingest võrgupinge hetkväärtuseni. Kuidas nimetatakse seda protsessi ja tekkivat pinget? Seda protsessi nimetatakse pinge taastumiseks ja tekkivat pinget taastuvpingeks. • Kas aktiivahela väljalülitamisel tekib taastuspinge ja miks? Aktiivahela väljalülitamisel taastuvpinget ei teki, sest vool ja pinge on faasis. • Millist protsessi nimetatakse adiabaatiliseks? Adiabaatiline protsess on protsess, mis ei oma soojus-, massi- või ainevahetust teda ümbritseva keskkonnaga. • Mida on elektrikaare kustutamiseks vaja? Elektrikaare kustutamiseks on vaja, et deionisatsioon toimuks kiiremalt, kui ionisatsioon. • Mida väljendab juhi püsitemeratuur jagatuna aja konstandiga? Juhi püsitemperatuur jagatuna aja konstandiga väljendab juhi kuumenemisprotsessi kiirust. • Alalisvoolu elektrikaare kustutamiseks kasutatakse:
Kogu gaasile antav soojushulk läheb paisumise tööks. U2 U1 2)Isokoorne – V=const.(töö läheb nulliks). T.dün I printsiip jääb kujule - =Q. Gaasile antav soojushulk läheb siseenergia kasvuks. U2 U1 3)Isobaarne protsess – p=const. T.dün I printsiip jääb oma üldisele kujule - =Q-A 10. Adiabaatiline protsess, termodünaamika I printsiip adiabaatilise protsessi jaoks. Adiabaatiline protsess on protsess, mille korral termodünaamiline süsteem on ümbritsevast keskkonnast soojuslikult isoleeritud. Adiabaatiliseks nimetatakse protsessi, mille käigus ei toimu gaasi soojusvahetust väliskeskkonnaga e. Q-läheb nulliks. Adiabaatilise protsessi korral T.dün I U2 U1 printsiip jääb kujule - =-A
q u l l lt p dv RT v1 N1 v RT ln 2 RT ln 2 p1v1 ln 2 p2 v2 ln 2 v1 p1 p1 p1 ( J / kg) -> töö Adiabaatiline protsessiks nimetatakse protessi mis kulgeb ilma soojusvahetuseta ümbritseva väliskeskkonnaga (ehk soojushulk ei osale) (toimub soojuslikult isoleeritud korras) dq=0 q=0. cp pv k const k
Süsteemi koguenergia on jääv suurus 2 2 Matemaatiline pendel saavutab max teatud sagedusel ja see on ka Adiabaatiline protsess Süsteem, mis koosneb kaalutust ja venimatust 2 Adiabaatiline protsess- ei toimu l l0 1
c) Isotermne: T= const ( Browni liikumine- Nähtus, kus vees mittelahustuvad ainekübemed saavad vee molekulidelt pidevalt tõukeid ja on seetõttu korrapäratus liikumises. Difusioon- Ühe aine molekulide tungimine soojusliikumisel teise aine molekulide vahele. Termodünaamika I printsiip- Termodünaamilisele süsteemile juurdeantav soojushulk läheb süsteemi siseenergia suurendamiseks ja süsteemi poolt välisjõudude vastu tehtavaks tööks. Adiabaatiline protsess- Protsess, kus süsteem ei ole väliskeskkonnaga soojusvahetuses. Q=0 Soojusmasin- Perioodiliselt töötav masin, mis muudab siseenergiat mehaaniliseks energiaks. See on seda efektiivsem, mida kõrgem on T1 ja madalam T2. Soojusmasina kasutegur- Tavaliselt protsentides väljendatud suhe, mis näitab, kui suure osa soojusest soojusmasin mehaaniliseks tööks muundab. Termodünaamika II printsiip- Soojus ei saa iseenesest üle minna külmemalt kehalt kuumemale
Q < 0 süsteem annab ära soojushulga Isohooriline protsess: V 0 A 0 U Q Adiabaatiline protsess: Q0 U A Isobaariline protsess: p 0 A pV U Q pV Termodünaa-mika II Soojus ei saa iseenesest üle kanduda külmemalt kehalt soojemale. Teisiti öeldes, pole võimalik protsess, mille ainsaks tulemuseks on soojendilt saadud printsiip soojushulga muundumine tööks.
.............................................................................12 2.1. Gaaside kineetilise teooria põhialused....................................................................................12 2.2. Temperatuur ja siseenergia......................................................................................................13 2.3. Siseenergia ja soojusmahtuvus...............................................................................................15 2.4. Adiabaatiline ja polütroopne protsess ....................................................................................16 2.5. Ideaalse gaasi töö erinevates protsessides..............................................................................17 2.6. Gaasimolekulide jaotus kiiruste järgi.....................................................................................18 2.7. Baromeetriline valem. Boltzmanni jaotus......................................................................
46. Sõnastage termodünaamika esimene seadus, kirjutage vastav valem (9 .18) koos selgitustega. Kus U on siseenergia lõplik muut, Q on soojushulk ja A on elementaarne töö. 47. Mis on aine erisoojus ja moolsoojus? 48*. Tuletage gaasi erisoojuse valem isohoorilise protsessi jaoks (9.21). 49. Tuletage gaasi töö arvutamise valem (9.22) ja erisoojuse valem (9.23) i sobaarilisel protsessil. 50. Tuletage gaasi töö arvutamise valem isotermilisel protsessil (9.25). 51. Mis on adiabaatiline protsess? 52. Tuletage adiabaatilise protsessi võrrand (9.27). 53. Mis on entroopia? 54. Sõnastage termodünaamika teine seadus.
H, entroopia S, vabaenergia G). on määratud süsteemi olekuga, mitte sellega, kuidas see olek on saavutatud. protsessid soojusvahetuse järgi eksotermiline protsess – energia/soojus eraldub ΔH < 0 nt: keemiliste sidemete moodustamine / ühinemisreaktsioonid; tahkumine, kondensatsioon endotermiline protsess – energia/soojus neeldub ΔH > 0 nt: keemiliste sidemete lõhkumine / lagunemisreaktsioonid; sulamine, aurustumine adiabaatiline protsess – energia/soojusvahetus puudub protsessid olekuparameetrite järgi isotermiline protsess – const temperatuur isobaariline protsess – const rõhk isokooriline protsess – const ruumala SISEENERGIA süsteemi koguenergia E E = Ekin. + Epot + U Ekin ja Epot – süsteemi kui terviku kineetiline ja potentsiaalne energia U - siseenergia
Isotermiline: Nimetatakse jääval temperatuuril toimuvat protsessi. Ideaalse gaasi olekuvõrrandist järeldub, et temp. T on jääv ning kui gaasi mass m ja molaarmass M ei muutu, siis on antud gaasikoguse rõhu p ja ruumala V korrutis konstantne: pV=m/M*R*T , pV=const p1V1=p2V2 Isohooriline: nimetatakse jääval ruumalal V ja tingimustel m=const ja M=const toimuvat protsessi. P/T=const Isobaariline: nimetatakse jääval rõhul p ja tingimustel m=const ja M=const toimuvat protsessi. V/T=const Adiabaatiline: protsess, milles termodünaamilises süsteemis ei ole soojusvahetust ümbritseva keskkonnaga 4.Termodünaamika I printsiip, ideaalse gaasi siseenergia ja töö TD I: Isoleerimata termodünaamilises süsteemis võrdub keha siseenergia muut U süsteemile üleantud soojushulga Q ja selle süsteemi poolt tehtud töö A' vahega. U=Q-A' Id. gaasi siseenergia: Kuna id. gaasi molekulide vastasmõju on null, siis võrdub tema siseenergia kõigi
Ar = 800 - 1200 = - 400 J . 2 Kuna Newtoni III seaduse kohaselt on välisjõud gaasi rõhumisjõuga võrdvastupidine, siis on välisjõudude töö sama suur, aga vastasmärgiline Av = - Ar = 400 J. Vastus: gaasile mõjuvad välisjõud tegid töö 400 J (surusid gaasi kokku). Näidisülesanne 3. Adiabaatilisel protsessil vähenes gaasi siseenergia 3,8 kJ võrra. Kui suur oli gaasi poolt tehtud töö? Lahendus. Antud: U = -3,8 kJ Adiabaatiline protsess on selline termodünaamiline protsess, mille käigus soojusvahetust väliskeskkonnaga ei toimu. Teisisõnu, gaas ei saa soojust A=? juurde, ega anna seda ka ära. Lähtume jälle termodünaamika I seadusest Q = U + A . Kuna adiabaatilisel protsessil soojusvahetust ei toimu, siis Q = 0 ja seetõttu on protsessil tehtud töö võrdvastupidine siseenergia muuduga A = - U = 3,8 kJ.
Suurim temp 4. 13) Termodünaamilised protsessid •Isoprotsessid, töö isoprotsessides (+ valemid ja joonised) soprotsessiks (kreeka „iso“ – sama, võrd) nimetatakse sellist oleku muutumist, milles mingi olekut iseloomustav parameeter jääb konstantseks •1) Isotermiline T = const •2) Isokooriline V = const •3) Isobaariline p = const •Adiabaatiline protsess, MendelejevClapeyron’i seadus (+ joonis) Protsess on adiabaatiline, kui see toimub nii kiiresti või nii hästi isoleeritud süsteemis, et süsteemi ja keskkonna vahel ei toimu energiavahetust soojusena (ΔQ = 0) MendelejevClapeyron’i seadus 14) Molekulaarkineetiline teooria •Ideaalne gaas Ideaalne gaas on gaas, mille osakesed ei ole omavahel mingis vastastikmõjus
) ei muutu, kui süsteem mõjutab seda soojuslikul, mehaanilisel või mõnel muul viisil. Homogeense süsteem: süsteemi kõikides punktides ja osades on aine füüsikalised ja keemilised omadused samasugused. Heterogeene süsteem: võib esineda eralduspindu ja erinevates osades on aine füüsikalised ja keemilised omadused erinevad. Süsteemide liigitus: 1)Isoleeritud süsteem ei toimu TD keha ja väliskeskkonna vahel ei soojuslikku ega mehaanilist vastastikmõju 2) Soojuslikult isoleeritud(adiabaatiline süsteem) puudub soojuslik vastumõju TD ja KK vahel 3)Suletud süsteemi - puhul puudub aine ja massi vahetus. 4)Avatud süsteem perioodiline aine ja massi vahetus TD süsteemi ja keskkonna vahel. Termodünaamiline keha: keha mille abil või vahendamisel toimub soojuse muundamine mehaaniliseks tööks.(gaas/aurud). Termodünaamilised olekuparameetrid: termodünaamilist keha iseloomustavad suurused, mis määravad ära keha olekud igal ajahetkel.
.......................................................................................................................................... 9 21.Entalpia mõiste ja matemaatiline avaldis..........................................................................................9 22.Isohoorne , isobaarne protsess ideaalse gaasiga ( kujutada PV,TS diagrammidel, termiliste olekuparameerite vaheline seos, töö ja soojushulkade leidmine diagrammidelt)..................................9 23.Isotermne ja adiabaatiline protsess ideaalse gaasiga ( kujutada PV,TS diagrammidel, termiliste olekuparameerita vaheline seos, töö ja soojushulkade leidmine diagrammidelt)................................10 24.Polütroopne protsess (def, polütroobi võrrand pV=nk, polüentroopsete protsesside kujutamine PV diagrammil. )........................................................................................................................................11 25.Veeaur (veeauru saamine; niiske, kuiv ja ülekuumendatud aur
) ei muutu, kui süsteem mõjutab seda soojuslikul, mehaanilisel või mõnel muul viisil. Homogeense süsteem: süsteemi kõikides punktides ja osades on aine füüsikalised ja keemilised omadused samasugused. Heterogeene süsteem: võib esineda eralduspindu ja erinevates osades on aine füüsikalised ja keemilised omadused erinevad. Süsteemide liigitus: 1)Isoleeritud süsteem ei toimu TD keha ja väliskeskkonna vahel ei soojuslikku ega mehaanilist vastastikmõju 2) Soojuslikult isoleeritud(adiabaatiline süsteem) puudub soojuslik vastumõju TD ja KK vahel 3)Suletud süsteemi - puhul puudub aine ja massi vahetus. 4)Avatud süsteem perioodiline aine ja massi vahetus TD süsteemi ja keskkonna vahel. Termodünaamiline keha: keha mille abil või vahendamisel toimub soojuse muundamine mehaaniliseks tööks.(gaas/aurud). Termodünaamilised olekuparameetrid: termodünaamilist keha iseloomustavad suurused, mis määravad ära keha olekud igal ajahetkel.
annaabi.ee 
