- 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 kiiremini kui soojusvahetuse tõttu ümbritsevate vee- ja õhumassidega. Seepärast on vee- ja õhumasside vertikaalsed liikumised vaadeldavad adiabaatilistena, kuigi nad rangelt võttes seda ei ole. 1
A1 = 2,8 kJ Ideaalse soojusmasina Q2 = 2,1 kJ tööd iseloomustab nn Carnot' tsükkel, mille Q1 = ? etapid on kujutatud A2 = ? kõrvaloleval joonisel. A=? Siin 1 2 on gaasi isotermiline paisumine algolekust 1 soojusallika temperatuuril T1 olekusse 2 ja 3 4 on gaasi isotermiline kokkusurumine jahuti temperatuuril T2 olekust 3 olekusse 4. Protsessid 2 3 ja 4 1 kujutavad vastavalt gaasi adiabaatilist paisumist olekust 2 olekusse 3 ja adiabaatilist kokkusurumist olekust 4 algolekusse 1. Adiabaatiline protsess on teatavasti selline, kus mingit soojusvahetust välikeskkonnaga ei toimu, teisisõnu protsessidel 2 3 ja 4 1 gaas soojust ära ei anna, ega saa seda ka kusagilt juurde. Adiabaatilisel paisumisel olekust 2 olekusse 3 teeb gaas tööd oma siseenergia arvelt ( A = - U ), mistõttu gaasi siseenergia kahaneb ja seoses sellega kahaneb ka
Peetakse silmas suletus süsteemi. Pmts võib soojus minna ka külmemat soojemale, aga see eeldab töö tegemist. 2) Suletud süsteemi püüab üle minna korrastatud (ained on segunemata) olekust mittekorrastatud (ained on segunenud) olekusse. 3) Loodus püüab üle minna vähem tõenäolisemalt ebatõenäolisemasse olekusse. Töö gaasi paisumisel A= p* Adiabaatiline protsess Protsess, mille käigus ei toimu gaasi soojusvahetust väliskeskkonnaga. Adiabaatilist protsessi kirjeldab võrrand: p V k= const või T V k -1 = const, kus k on gaasi moolsoojuste suhe. Soojusmasin - seade, mis muundab soojust tööks. Soojusmasin võtab kuumalt kehalt (soojendilt) soojushulga Q1 , muudab osa sellest mehaaniliseks tööks A ning annab ülejäänud osa Q2 ära külmemale kehale (jahutile). Soojusmasina kasutegur - = A / Q1 = (Q1 - Q2) / Q1 *100% . Ideaalse soojusmasina kasutegur Entroopia Aine ehitus Reaalse & ideaalse gaasi erinevus
protsentides ( % ) kastepunkt- temperatuur, mille juures kullastatud veeauru rohk on vordne moodetud veeauru rohuga ( O C ) · Selgitada moisteid ohu eriniiskus, veeaururohk, kullastunud 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
Ideaalse gaasi protsesside uurimisel on oluline gaasi moolsoojuste suhe, mida tähistatakse C p i2 = = . (2.30) CV i 2.4. Adiabaatiline ja polütroopne protsess A Ideaalse gaasi adiabaadi võrrand Adiabaatiliseks protsessiks nimetatakse protsessi, mille korral vaadeldava süsteemi ja väliskeskkonna vaheline soojusvahetus puudub, st dQ = 0. Leiame adiabaatilist protsessi kirjeldava võrrandi (analoogiliselt teiste isoprotsesside võrranditega (1.24), (1.25) ja (1.28)). Lähtume termodünaamika I seadusest ning arvestame, et dQ = 0. Siis võime kirjutada dQ=0=dU dA=z C V dT p dV. (2.31) T Ideaalse gaasi olekuvõrrandist avaldame rõhu p=z R ning asendame selle võrdusesse (2.31):
Isobaariliseks nimetatakse protsessi, mille käigus gaasi rõhk ei muutu. Isobaarilisel protsessil kehtib Gay- Lussac'i seadus: kui p = const, siis V / T = const. Isohooriliseks nimetatakse protsessi, mille käigus gaasi ruumala ei muutu. Isohoorilisel protsessil kehtib Charles'i seadus: kui V = const, siis p / T = const. Adiabaatiliseks nimetatakse protsessi, mille käigus ei toimu gaasi soojusvahetust väliskeskkonnaga. Adiabaatilist protsessi kirjeldab Poissoni võrrand: p V k= const või T V k -1 = const, kus k on gaasi moolsoojuste suhe. Ideaalgaasi olekuvõrrand (Clapeyroni - Mendelejevi võrrand) seob omavahel gaasi olekuparameetreid: rõhku p , ruumala V ja temperatuuri T kujul: p V = z R T , kus z on gaasi moolide arv (gaasikoguse mass jagatud ühe mooli massiga) ja R - universaalne gaasikonstant. R = 8,31 J / (K mol) . Molekulaarkineetilise teooria põhivõrrand väidab, et gaasi rõhk sõltub gaasimolekulide
Otta ringprotsessil töötavates mootorites kasutatakse kergeid vedel- ja gaaskütuseid ( bensiin, petrool jne). Õhu ja kütuse segu süüdatakse elektrisädemega. Kerged vedel- ja gaaskütused põlevad mootori silindris niivõrd kiiresti, et sel perioodil mootori kolb märgatavalt ei nihku ning soojuse eraldumine on vaadeldav püsimahulisena. 13 Otte ringprotsessi pv - ja TS diagrammil 1->2 kujutab keha tagastatavat adiabaatilist komprimeerimist algrõhult p1 komprimeerimise lõpprõhuni p2. Selle protsessi jooksul liigub mootori kob alumisest surnud seisust ülemisse surnud seisu. Termodünaamilise keha mahu vähenemist komrimeerimistaktil väljendatakse suhtena = (V1 / V2 ) ja seda nim mootori kompressiooni- ehk surveastmeks. Seejuures väljendab V1 silindri üldmahtu ja V2 põlemiskambri mahtu. 30. Gaasiturbiinseadme põhimõtteskeem. 14 31
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. Mõlemal juhul eeldatakse adiabaatilist protsessi see tähendab, et õhuosake ei vaheta ümbritseva õhuga soojust. Kuni õhuosakeses on niiskus küllastumata, on adiabaatilise soojenemise/jahtumise kiirus jääv = 9,8oC/1km on kuivadiabaatiline gradient. Kui õhu soojenemisel/jahtumisel leiab aset kondensatsioon, siis nimetatakse seda märgadiabaatiliseks gradiendiks. Adiabaatilised gradiendid ei ole konstantsed, need sõltuvad temperatuurist, õhurõhust ja niiskusest
Isobaariliseks nimetatakse protsessi, mille käigus gaasi rõhk ei muutu. Isobaarilisel protsessil kehtib Gay- Lussac'i seadus: kui p = const, siis V / T = const. Isohooriliseks nimetatakse protsessi, mille käigus gaasi ruumala ei muutu. Isohoorilisel protsessil kehtib Charles'i seadus: kui V = const, siis p / T = const. Adiabaatiliseks nimetatakse protsessi, mille käigus ei toimu gaasi soojusvahetust väliskeskkonnaga. Adiabaatilist protsessi kirjeldab Poissoni võrrand: p V k= const või T V k -1 = const, kus k on gaasi moolsoojuste suhe. Ideaalgaasi olekuvõrrand (Clapeyroni - Mendelejevi võrrand) seob omavahel gaasi olekuparameetreid: rõhku p , ruumala V ja temperatuuri T kujul: p V = z R T , kus z on gaasi moolide arv (gaasikoguse mass jagatud ühe mooli massiga) ja R - universaalne gaasikonstant. R = 8,31 J / (K mol) . Molekulaarkineetilise teooria põhivõrrand väidab, et gaasi rõhk sõltub gaasimolekulide
suvalist väärtust. Nii võiks polütroopseiks lugeda ka isotermilist (n=1) ja isegi isobaarilist (n=0) protsessi. Adiabaadi võrrandi leidmiseks asendame rõhu p olekuvõrrandist ruumala ja temperatuuri kaudu. Lihtsuse mõttes loeme gaasi hulga võrdseks ühe mooliga ( ). Saame: . See kujutab lõigukest adiabaatilist protsessi pV-diagrammil kujutavast kõverast. Kogu kõvera saame, eraldades muutujad ning integreerides: Kui asendada siia olekuvõrrandist T=(pV)/R, saame , mis ongi adiabaadi võrrand, e. Poissoni võrrand. Astendajat (moolsoojuste suhe) nimetatakse adiabaadi astendajaks ja teda on lihtne leida vabadusastmete arvu i järgi: .
Isobaarilisel protsessil kehtib Gay- Lussac'i seadus: kui p = const, siis V / T = const. Isohooriliseks nimetatakse protsessi, mille käigus gaasi ruumala ei muutu. Isohoorilisel protsessil kehtib Charles'i seadus: kui V = const, siis p / T = const. 29 Adiabaatiliseks nimetatakse protsessi, mille käigus ei toimu gaasi soojusvahetust väliskeskkonnaga. Adiabaatilist protsessi kirjeldab Poissoni võrrand: p V k= const või T V k -1 = const, kus k on gaasi moolsoojuste suhe. Ideaalgaasi olekuvõrrand (Clapeyroni - Mendelejevi võrrand) seob omavahel gaasi olekuparameetreid: rõhku p , ruumala V ja temperatuuri T kujul: p V = z R T , kus z on gaasimoolide arv (gaasikoguse mass jagatud ühe mooli massiga) ja R - universaalne gaasikonstant. R = 8,31 J / (K mol) . Molekulaarkineetilise teooria põhivõrrand väidab, et gaasi rõhk
Isokooriliseks nimetatakse protsessi, mille käigus gaasi ruumala ei muutu. Isokoorilisel protsessil kehtib Charles'i seadus: kui V = const, siis p / T = const. Väljastpoolt saadav soojus dQ läheb ainult siseenergia suurendamiseks (paisumist ei ole, dV = 0) Adiabaatiliseks nimetatakse protsessi, mille käigus ei toimu gaasi soojusvahetust väliskeskkonnaga. See tähendab, et adiabaatilisel protsessil ei muutu entroopia (S = const). Adiabaatilist protsessi kirjeldab 23 Poissoni võrrand: p V = const või T V - 1 = const, kus on gaasi moolsoojuste suhe. Kui soojusvahetust ei ole (dQ = 0), siis on töö tegemine (p dV > 0) võimalik vaid siseenergia kahanemise arvelt (dU < 0). Moolsoojuste suhe = Cp / CV on määratud gaasi molekuli vabadusastmete arvuga i kujul : = (i+2) / i .
Isokooriliseks nimetatakse protsessi, mille käigus gaasi ruumala ei muutu. Isokoorilisel protsessil kehtib Charles'i seadus: kui V = const, siis p / T = const. Väljastpoolt saadav soojus dQ läheb ainult siseenergia suurendamiseks (paisumist ei ole, dV = 0) Adiabaatiliseks nimetatakse protsessi, mille käigus ei toimu gaasi soojusvahetust väliskeskkonnaga. See tähendab, et adiabaatilisel protsessil ei muutu entroopia (S = const). Adiabaatilist protsessi kirjeldab Poissoni võrrand: p V = const või T V - 1 = const, kus on gaasi moolsoojuste suhe. Kui soojusvahetust ei ole (dQ = 0), siis on töö tegemine (p dV > 0) võimalik vaid siseenergia kahanemise arvelt (dU < 0). Moolsoojuste suhe = Cp / CV on määratud gaasi molekuli vabadusastmete arvuga i kujul : = (i+2) / i . Gaasi moolsoojus isobaarilisel protsessil Cp on suurem moolsoojusest isokoorilisel protsessil CV ,
Isokooriliseks nimetatakse protsessi, mille käigus gaasi ruumala ei muutu. Isokoorilisel protsessil kehtib Charles'i seadus: kui V = const, siis p / T = const. Väljastpoolt saadav soojus dQ läheb ainult siseenergia suurendamiseks (paisumist ei ole, dV = 0) Adiabaatiliseks nimetatakse protsessi, mille käigus ei toimu gaasi soojusvahetust väliskeskkonnaga. See tähendab, et adiabaatilisel protsessil ei muutu entroopia (S = const). Adiabaatilist protsessi kirjeldab Poissoni võrrand: p V = const või T V - 1 = const, kus on gaasi moolsoojuste suhe. Kui soojusvahetust ei ole (dQ = 0), siis on töö tegemine (p dV > 0) võimalik vaid siseenergia kahanemise arvelt (dU < 0). Moolsoojuste suhe = Cp / CV on määratud gaasi molekuli vabadusastmete arvuga i kujul : = (i+2) / i . Gaasi moolsoojus isobaarilisel protsessil Cp on suurem moolsoojusest isokoorilisel protsessil CV ,
annaabi.ee 
