Põlevkivi tootmise laiendamist. Taastuvate energiavarude rakendamist EL kehtestatud eesmärkidel. Tuule- ja hüdrojaamade juurdeehitamine. Küttepuidu kasutamine elektrienergia tootmiseks. Hoonete soojusisolatsiooni parandamist küttekulude vähendamise eesmärgil.Vähese energiamahukuse (nt teaduspohiste)tööstusharude laiendmine. 2.Millised protsessid on esitatud graafikutel. Millised nendest on isoprotsessid? Isotermilised, isohoorilised,isobaarilased,adiabaatilised. Gaasidel on 3 termodünaamilist parameetrit= rõhk,ruumala,temperatuur. Isoprotsessid on sellised gaasi parameetrite muutused, kus uks neist parameetritest jääb konstantseks. PILET14 1.Mis on energia, millised on energia liigid? Energia on keha võime teha tööd.Energia ei teki ega kao, ta võib vaid muunduda ühest liigist teise või kanduda ühelt kehalt teisele.Energia liigid: *Mehaaniline energia (Kineetiline energia, potentsiaalne energia) *Soojusenergia *Tuumaenergia
isobaaridest vasakule) - Kõrguse kasvades hõõrdumine väheneb ja tuul saab paralleelseks isobaaridega - Samaaegselt kasvab kõrguse kasvades ka tuule kiirus 17. Miks on temperatuuri kuiv- ja märgadiabaatilised gradiendid erinevad? Erinevalt kuivadiabaatilisest gradiendist, mis praktiliselt on konstantne, sõltub märgadiabaatiline gradient temperatuurist ja õhurõhust (kõrgusest). SELGITUSED: Adiabaatilised protsessid - termodünaamilised protsessid, mis toimuvad soojusvahetuseta ümbritseva keskkonnaga. Temperatuuri adiabaatiline gradient näitab keskkonna adiabaatilist temperatuuri muutust piki vertikaali, st kõrguse või sügavusega. Gradient - Temperatuuri kuivadiabaatilise gradiendi mõistes tõlgendatakse gradienti kui kasvu kõige kiirema muutuse suunas. Vee- ja õhumasside vertikaalsel liikumisel muutub temperatuur rõhu muutumise tõttu palju
o Ruumala (V) o Ainehulk (n) o Kui mingis protsessis kolmest olekuparameetrist jääb üks muutumatus, siis on tegemist isoprotsessiga. · Protsessid: o P=konst isobaarilised protsessid atmosfääri rõhul lahtises nõus kulgevad reaktsioonid o V=konst isokoorilised protsessid hermeetiliselt suletud jäigaseinalises aparatuuris toimuvad protsessid o T=konst isotermilised protsessid o Adiabaatilised protsessid ei toimu soojusvahetust ümbrusega · Termodünaamika põhimõistest on töö. · Süsteemi summaarset võimet teha tööd nimetatakse tema siseenergiaks U. Siseenergia on süsteemi koguenergia · Termodünaamikas mõistetakse soojuse all energiat, mis kantakse üle tänu temperatuuri erinevusele energia voolab soojusena kõrgema temperatuuriga ruumiosast madalama temperatuuriga ossa. · Termodünaamika I seadus:
Tõusev, küllastunud õhk on igal nivool soojem (kergem) kui ümbritsev õhk. Tinglik labiilsus on olukord, kus seisev õhusammas muutub labiilseks. Konvektiivne labiilsus on olukord, kus õhusammas muudetakse labiilseks tõstmise tulemusel. Orograafiline tõus kui õhumass tõuseb mööda tuulepoolset mäekülge üles. Orograafilised pilved tekivad õhu tõusmisel mööda tuulepoolset mäekülge. Potentsiaalne temperatuur on selline temperatuur, mille vedelikuosake omandab adiabaatilised tõstmisel merepinnale. Üleslükkejõud õhuosakese jaoks kui õhuosakese ja ümbritseva õhu tihedus pole võrdsed, siis hakkab ta tõusma vi laskuma summaarse üleslükkejõu toimel. Õhu tiheduste erinevus on tingitud tavaliselt temperatuuride ja/või niiskuse erinevusest. Tõusev õhuosake paisub, sest kõrgemal on õhurõhk väiksem ning jahtub, sest õhk teeb paisumisel tööd. Laskuv õhuosake surutakse kokku ning seetõttu soojeneb ning muutub väiksemaks
Adiabaatiline protsess:süsteem pole väliskeskkonnaga soojusvahetuses. Joonkiirus:hetkkiirus, kui pika tee läbib keha ajaühikus mööda ringjoont. Pascali s:rõhk vedelikus/gaasis kandub edasi igas suunas ühteviisi. Protsessi adiabaatilisus tuleneb protsessi toimumise suurest kiirusest/heast Joonkiiruse suund puutuja sihiline. Jääva nurkkiirusel joonkiirus on seda Pindpinevus: vedeliku pinnakihi omadus säilitada antud tingimustes isoleeritusest. Adiabaatilised protsessid nt küttesegu kokkusurumine suurem, mida suurem on trajektoori (ringjoone)raadius:v= R=l/t võimalikult väiksemat pinda. sisepõlemismootorisilindris ja õhu kiire kokkusurumine õhksütikus. Jada: Pöördvõrdeline, juhtmetel pole takistust U=U1+U2+U3 Absoluutselt elastne põrge: kehtib mehaanilise energia jäävuse seadus, 1/C=1/C1+1/C2+1/C3 I=const
kui gaasi ruumala väheneb (gaasi kokku surumisel) on töö negatiivne, seega peab keegi teine tööd tegema. 50.Adiabaatiline protsess (selgitus) Adiabaatiline protsess on protsess, mille vältel süsteem ei ole väliskeskkonnaga soojusvahetuses. Protsessi adiabaatilisus tuleneb protsessi toimumise suurest kiirusest või heast isoleeritusest. Ideaalseid adiabaatilisi protsesse looduses ei esine, kuid ometi on paljud protsessid lähedased adiabaatilisele. Adiabaatilised on näiteks küttesegu kokkusurumine sisepõlemismootori silindris ja õhu kiire kokkusurumine õhksütikus. 51.Soojusmasinate töö põhimõte Soojusmasin ka termodünaamiline mootor on masin, mis muudab soojusenergia mehaaniliseks tööks. Soojusmasinas olev aine (vesi, õhk jne) saab soojust kõrgema temperatuuriga reservuaarist, teeb kasulikku tööd ning annab tagasi algolekusse minnes soojust välja. Lühidalt öeldes on
grammides 1 m³-s õhus 150 000 osakest See töö on toimunud gaasi siseenergia Õhurõhk. Absoluutse niiskuse hulk grammides 1 m³- Väga väikesed nn Aitkeni tuumakesed‹ 0,2 kulul. Õhurõhuks nimetatakse ühele pinnaühikule s õhus +16°C juures on arvuliselt võrdne μm Adiabaatilised protsessid etendavad mõjuva õhusamba raskust. veeauru partsiaalse rõhuga mm Hg). *tööstuslinnades üle 1 miljoni osakese cm³ atmosfäärifüüsikas tähtsat osa: pilvede p=F/S Osakesed võivad olla hügroskoopilised teke, atmosfääri kihistuse tasakaaluolekud Segunemissuhe
10 Kahe aatomilise ideaalse gaasi siseenergia: M 11 Siseenergia sõltub üldjuhul peale temperatuuri ka ruumalast. 12 Gaasi töö ja välisjõudude töö on seotud omavahel: A=-A'. 13 Termodünaamika esimene printsiip: U=Q+A. 14 Adiabaatiline protsess: süsteem ei ole väliskeskkonnaga soojusvahetuses Q=0 ja süsteem teeb tööd oma siseenergia arvelt U=-A. Kui pV teljestikus p suunas toimub liikumine, siis gaas teeb tööd. Reaalselt on adiabaatilised protsessid kiiresti toimuvad protsessid. Näiteks küttesegu kokkusurumine diiselmootoris. (kokkusurumisel küttesegu temperatuur tõuseb kuni süttimistemperatuurini.) Adiabaatilises protsessis väheneb siseenergia ja gaas teeb tööd. 15 k- kütteväärtus ehk ühe kg kütuse täielikul põlemisel vabanev soojushulk J/kg Q = m Aine ehitus Kõik ained: 1 koosnevad osakestest 2 on pidevas liikumises
nende erinevaid faase, kui termodünaamilisi süsteeme. Süsteem on füüsikalises mõttes homogeenne, kui ta koosneb kogu ruumala ulatuses ainest, mille füüsikalised omadused on ühesugused. Keemilises mõttes homogeenne süsteem koosneb ühest ja samast ainest või tema erinevatest faasidest. Näiteks vee tahkest ja vedelast faasist. Soojuslikult isoleeritud süsteemis saavad toimuda ainult adiabaatilised protsessid. Mehhaaniliselt isoleeritud süsteemi puhul puudub väliste jõudude mõju süsteemile. Kui käsitleme gaasi, kui termodünaamilist süsteemi, siis see süsteem teeb mehhaanilist tööd sel juhul, kui tema ruumala muutub. PARAMEETRID Termodünaamilise süsteemi olek on iseloomustatud kolme parameetriga. Nendeks parameetriteks on rõhk (p), ruumala (V) ja temperatuur (T). Kui need parameetrid omavad välismõjude
vähem ühusugune temp. Suvel on ülemised kihid soojemad, talvel alumised. Pilet nr 10. Wieni seadus. Adiapaatilised protsessid atmosfääris. Wien`i nihkeseadus - absoluutselt musta keha kiirgusspektris on maksimaalse energiaga kiirguse lainepikkuse korrutis absoluutse temperatuuriga konstantne. Selle nihkeseaduse järgi võib arvutada maa- ja atmosfäärikiirguse. kus b on Wieni nihkekonstant väärtusega 2,8977721(26)×10-3 K m. Adiabaatilised protsessid atmosfääris. Adiabaatiline protsessi all mõistetakse sellist gaasi oleku muutust, mille juures vaadeldaval gaasil puudub soojusvahetuse ümbrusega. Tõustes maapinnast kõrgemale ilma igasuguse soojusvahetuseta gaasi temperatuur langeb (õhk paisub, see toimub õhu siseenergia arvelt). Mida kõrgemaks õhumass läheb, seda madalamaks läheb temperatuur. Tõusvas õhuvoolus temperatuur langeb (õhk paisub see toimub siseenergia arvelt). Mida
M Siseenergia sõltub üldjuhul peale temperatuuri ka ruumalast. Gaasi töö ja välisjõudude töö on seotud omavahel: A=-A’. Termodünaamika esimene printsiip: U=Q+A. Adiabaatiline protsess: süsteem ei ole väliskeskkonnaga soojusvahetuses Q=0 ja süsteem teeb tööd oma siseenergia arvelt U=-A. Kui pV teljestikus p suunas toimub liikumine, siis gaas teeb tööd. Reaalselt on adiabaatilised protsessid kiiresti toimuvad protsessid. Näiteks küttesegu kokkusurumine diiselmootoris. (kokkusurumisel küttesegu temperatuur tõuseb kuni süttimistemperatuurini.) Adiabaatilises protsessis väheneb siseenergia ja gaas teeb tööd. k- kütteväärtus ehk ühe kg kütuse täielikul põlemisel vabanev soojushulk J/kg Q m Aine ehitus Kõik ained: koosnevad osakestest on pidevas liikumises osakesed omavad energiat
M Siseenergia sõltub üldjuhul peale temperatuuri ka ruumalast. Gaasi töö ja välisjõudude töö on seotud omavahel: A=-A'. Termodünaamika esimene printsiip: U=Q+A. Adiabaatiline protsess: süsteem ei ole väliskeskkonnaga soojusvahetuses Q=0 ja süsteem teeb tööd oma siseenergia arvelt U=-A. Kui pV teljestikus p suunas toimub liikumine, siis gaas teeb tööd. Reaalselt on adiabaatilised protsessid kiiresti toimuvad protsessid. Näiteks küttesegu kokkusurumine diiselmootoris. (kokkusurumisel küttesegu temperatuur tõuseb kuni süttimistemperatuurini.) Adiabaatilises protsessis väheneb siseenergia ja gaas teeb tööd. k- kütteväärtus ehk ühe kg kütuse täielikul põlemisel vabanev soojushulk J/kg Q m Aine ehitus Kõik ained: koosnevad osakestest on pidevas liikumises osakesed omavad energiat
süsteem, mille osakeste vahel puudub vastasikune toime ja omaruumala. Protsessid (kui mingis protsessis kolmest olekuparameetrist jääb üks muutumatuks, siis on tegemist isoprotsessiga) P=konst - isobaarilised protsessid atmosfääri rõhul lahtises nõus kulgevad reaktsioonid V=konts isokoorilised protsessid hermeetiliselt suletud jäigaseinalises aparatuuris toimuvad protsessid T=konts isotermilised protsessid Adiabaatilised protsessid ei toimu soojusvahetust ümbrusega (q = 0) muutuvad:T, P, V Protsesside liigid soojusvahetuse suuna järgi Eksotermiline protsess soojus eraldub Endotermiline protsess soojus neeldub Adiabaatiline protsess puudub soojusvahetus Olekufunktsioonid Olekufunktsioonid on arvutavad suurused. Süsteemi olekufunktsioonideks on sellised süsteemi olekut iseloomustavad suurused, mis ei sõltu oleku saavutamise viisist. Olekufunktsioone tähistatakse suurte
süsteem, mille osakeste vahel puudub vastasikune toime ja omaruumala. Protsessid (kui mingis protsessis kolmest olekuparameetrist jääb üks muutumatuks, siis on tegemist isoprotsessiga) P=konst - isobaarilised protsessid atmosfääri rõhul lahtises nõus kulgevad reaktsioonid V=konts isokoorilised protsessid hermeetiliselt suletud jäigaseinalises aparatuuris toimuvad protsessid T=konts isotermilised protsessid Adiabaatilised protsessid ei toimu soojusvahetust ümbrusega (q = 0) muutuvad:T, P, V Protsesside liigid soojusvahetuse suuna järgi Eksotermiline protsess soojus eraldub Endotermiline protsess soojus neeldub Adiabaatiline protsess puudub soojusvahetus Olekufunktsioonid Olekufunktsioonid on arvutavad suurused. Süsteemi olekufunktsioonideks on sellised süsteemi olekut iseloomustavad suurused, mis ei sõltu oleku saavutamise viisist. Olekufunktsioone tähistatakse suurte
q süsteemile antav soojushulk w töö 28. Protsessid püsival ruumalal ja rõhul, entalpia, soojusmahtuvus. Kui mingis protsessis kolmest olekuparameetrist jääb üks muutumatuks, siis on tegemist isoprotsessiga. P=konst isobaarilised protsessid, atmosfääri rõhul lahtises nõus kulgevad reaktsioonid V=konst isokoorilised protsessid, hermeetiliselt suletud jäigaseinalises aparatuuris toimuvad protsessid T=konst isotermilised protsessid Adiabaatilised protsessid ei toimu soojusvahetust ümbrusega (q = 0) muutuvad: T , P , V Eksotermiline protsess soojus eraldub Endotermiline protsess soojus neeldub Adiabaatiline protsess puudub soojusvahetus Avaldame soojusefekti termodünaamika I seadusest: q =d U w = d U + pdV Kui ruumala ei muutu, siis p d V =0 q V = d U Kuna U on olekufunktsioon, siis q V = U Siseenergia muut on võrdne soojusefektiga konstantsel ruumalal. Entalpia (kui rõhk ei muutu)
adiabaatilisel tõusmisel jääb vaadeldavasse õhumassi ja seega vähendab paisumisest tingitud temperatuuri langust. Seega adiabaatilisel tõusmisel küllastunud õhus leiab aset temperatuuri muutumise seisukohast kaks vastandlikku protsessi: õhu paisumine, mille tagajärjel temperatuur langeb, ja veeauru kondensatsioon, mille tulemusena temperatuur tõuseb. Et esimese osatähtsus on suurem kui teisel, siis lõpptulemusena temperatuur adiabaatilisel tõusmisel langeb. 20) Õhutemperatuuri adiabaatilised muutused atmosfääris. Adiabaatiline protsess on gaasi oleku muutus, mille juures vaadeldaval gaasil puudub soojusvahetus ümbrusega. Tõusvas voolus langeb temperatuur ainuüksi paisumise tõttu siseenergia ja temperatuur vähenevad. Laskuvas õhuvoolus aga temperatuur jällegi tõuseb kuna väline jõud surub ta kokku. 21) Atmosfääri vertikaalne tasakaal maa raskusväljas peaksid raskemad gaasid (näiteks argoon ja süsihappegaas) asuma maapinnale lähemal kui kergemad gaasid
26) µ V1 Protsesse, mis toimuvad isoleeritud termodünaamilises süsteemis, kui puudub soojusvahetus ümbruskonnaga, nimetatakse adiabaatilisteks. Sellise protsessi korral näeb oleku võrrand välja nii: p V = const . (5.27) Siin = Cp/Cv on isobaarilise ja isohoorilise soojusmahtuvuse (erisoojuse, kilomoolsoojuse) suhe. Reaalselt on peaaegu adiabaatilised väga kiired protsessid (soojusvahetus ei jõua toimuda), väga suures ruumalas (näiteks atmosfääris tervikuna) toimuvad protsessid, mil süsteemi piirpind on enamikust süsteemi ruumalast lihtsalt liiga kaugel, ja lõpuks ka väga hea soojust isoleeriva kattega (vahtplast) süsteemides toimuvad protsessid. Sellises protsessis tehtavat tööd saab arvutada termodünaamika 1. alust kasutades, võttes Q = 0: A = -CV dT A = CV (T1 - T2 )
(reservuaarilt temperatuuriga T1) on keha temperatuur T1 ning soojuse andmisel jahutajale on keha temperatuur T2 - vastasel juhul ei saa protsess olla pööratav (et soojus üle kanduks peab temperatuuride erinevus muidugi olema, olgu see väga väike erinevus). Seega võime eeldada, et soojusvahetuse protsess on isotermiline. Protsessi osadel, mil keha jahtub või soojeneb, soojusvahetust toimuda ei tohi, st need protsessi osad on adiabaatilised. Sellise tsükli - isotermiline-adiabaatiline-isotermiline-adiabaatiline - graafik on toodud joonisel 4.2. Sellist tsüklit nimetatakse Carnot' tsükliks. a b Joonis 4.2. a) Soojusmasina üldine skeem - töötav keha koos soojusreservuaaridega. Soojendaja annab soojushulga Q1 töötavale kehale, mis annab soojushulga Q2 jahutajale tehes seejuures tööd A.
annaabi.ee 
