uuesti mass, seejärel lahutada sellest algne anuma mass, saades tulemuseks vee massi. b) Mõõdan vee algtemperatuuri c) Kuumutan vett kuni 700C ja mõõdan ka aja . d) Mõõdan kasuteguri, kasutades valemeid: - Töö avutamine A=N*t A=Töö(1J) N=Võimsus (1W) t=Aeg(1s) - Soojushulga arvutamine Q=c*m(T2 T1) Q= Soojushulk c= Erisoojus (4200J/Kg*0C) m=Mass (1kg) T2=Kõrgem soojus, ehk 710C T1=algtemperatuur. Q - Kasutegur = A 4. Arvutamine Anuma mass = 253g Anum koos veega = 977g Vee mass = 724g Elektripliidi võimsus on 1500w Vee algtemperatuur on 210C Aega vee soojenemiseks kulub 14 minutit ja 40 sekundit 1) Leian Töö A=N*t A=1500w*880s=1320000J 2) Leian Soojushulga Q=c*m(T2 T1) Q= 4200J/Kg*0C*0,724kg(710C- 210C)=152040J Q 152040 J 3) Arvutan Kasuteguri = = = 0,115 *100%=11,5%
Q= 2,944 GJ= 2,944 *109 J 2 944 000000 J ∆ t= =1280° C t2=? J 460 ∗5000 kg kg∗° C t2= 10 ° C+1280 ° C= 1300 °C Vastus: Terase lõpptemperatuur oli 1300 °C. 4. Milline oli 0,5 grammise kuldkee algtemperatuur, kui tema jahtumisel 15 °C-ni vabanes 650 mJ energiat? Kulla erisoojus 130 J/(kg·°C). (t2=25°C) t2= 25 °C Q= cm∆t Q m= 0,5 g= 0,0005 kg ∆ t= cm c= 130 J/(kg*°C) ∆t= t2- t1 Q= -650 mJ= 0,65 J
10. Kui palju soojust pidi saama 200ml vett, kui selle temperatuur vähenes 2,5°C? 11. Kui palju on kalorites 2,5kJ? 12. Mitu dzauli on 219cal? 13. 300 milliliitrile veele algtemperatuuriga 10°C anti veesoojendiga 2500 dzauli soojust. Arvuta vee temperatuur peale soojendamist. (taolise ülesande eest saab järgmise tunni alguses hinde) 9I füüsika (6) 21.september 2012 1. 0,7 liitrile veele, mille algtemperatuur oli 17°C, anti 2500 dzauli soojust. Arvuta selle vee temperatuur peale soojendamise lõppu. · teisenda 2500 J kaloriteks 597cal · Vaata kalori mõistet · Kui palju kaalub 0,7 l vett? 700g · Temperatuuri kasv on 597/700=0,8C · 17,8C liiter=dm3 Tunni teema: SOOJUSÜLEKANNE. SOOJUSJUHTIVUS. KONVEKTSIOON. KIIRGUS. Lk. 23-27 2. Kirjuta paar näidet soojusülekandest, mille korral on soojusjuhtivus oluline. 3
h - kõrgus ! raskusjõud v - kiirus t - aeg ! s - teepikkus A - töö ! rõhk N - võimsus h - kasutegur ! r-tihedus ! vedeliku samba rõhk m - mass Q – soojushulk c – erisoojus m – mass ! üleslükke jõud t - algtemperatuur t - lõpptemperatuur ! l - sulamissoojus L - aurustumissoojus ! keha mass I – voolutugevus q – elektrilaengu suurus t – aeg U – pinge R – juhi takistus ! kiirus r - eritakistus ! l – juhi pikkus S – juhi pindala ! töö A – elektrivoolu töö Q – soojushulk
Termistori takistuse sõltumine temperatuurist. 1.Töö ülessanne: Mõõta termistori takistus mitmesugustel temperatuuridel ja kanda tulemused graafikule. 2. Töö vahendid: a)Juhtmed e)Anum veega b)Oommeeter f)Pooljuht seade c)Termomeeter g)Statiiv d)Pliit h)Vooluallikas 3.Töö käik: a)Koostada katseseade b)Soojendada pliit ja asetada sinna anum veega(algtemperatuur 10 °C ) c)Märkida iga 10 °C järel üheaegselt temperatuur ja määrata takistus. d)Vett soojendada kuni 90 °C ´ni e)Koostada tabel ja graafik. Temperatuur °C 10 20 30 40 50 60 70 80 90 95 Takistus R() 1350 1300 1250 1150 1050 950 760 600 500 450 Rauno Sander 2007/2008
ühelt kehalt teisele. Soojusülekandes levib siseenergia soojemalt kehalt külmemeale kehale. Kehadevahelise soojusvahetuse korral suureneb kõigi soojenevate kehade siseenergia täpselt nii palju, kui väheneb jahenevate kehade siseenergia. Soojusliku tasakaalu korral puudub kehade vahel soojusülekanne. Keha siseenergiat saab muuta kahel viisil: töö ja soojusülekande teel. Keha temperatuuri muudu leidmiseks tuleb keha lõpptemperatuurist lahutada selle algtemperatuur (t2-t1). Erineva massiga kehade soojendamiseks sama temperatuuri muudu võrra kulub erinev soojushulk. Keha soojendamiseks kuluv soojushulk sõltub temperatuuri muudust, keha massist ja ainest.
Tabel 1. Lähteandmete tabel Vee erisoojus 𝑐𝑣 = 4,19 𝑘𝐽⁄(𝑘𝑔 ∙ 𝐾) Vee mass 𝑚𝑣 = 208 𝑘𝑔 Terase erisoojus 𝑐𝑡 = 0,465 𝑘𝐽⁄(𝑘𝑔 ∙ 𝐾) Katla(terase) mass 𝑚𝑡 = 410 𝑘𝑔 Vee algtemperatuur 𝑡1 = 26,69 ℃ Vee lõpptemperatuur 𝑡2 = 87,38 ℃ Puidu(lepp) ehk kütuse mass 𝑚𝑝 = 7,26 𝑘𝑔 Puidu niiskus 𝜑 = 20% Temperatuuri muut ∆𝑡 = 𝑡2 − 𝑡1 = 87,38 − 26,69 = 60,69 𝐾
Soojusõpetus · Soojushulk: Q = cm(t² - t¹) (soojushulk = erisoojus x mass x (lõpptemperatuur - algtemperatuur)) põhiühik: J(dzaul) · Sulamissoojus: = Q : m (sulamissoojus = soojushulk : mass) · Aurustumissoojus: L = Q : m Elektriõpetus · Voolutugevus: I = q : t (voolutugevus = laengu suurus : aeg) põhiühik: A(amper) · voolutugevus: I = U : R (voolutugevus = pinge : takistus) · Pinge: U = A : q (pinge = töö : laengu suurus) põhiühik: V(volt) · Eritakistus: = RS : l (eritakistus = takistus x juhi pindala : juhi pikkus) Elektrivoolu töö
Makroparameetrid on: · p Rõhk, · V Ruumala, · T Celvini temperatuur, · m Mass, · U Siseenergia, · Q Soojushulk. Geneetiline energia (ehk keha siseenergia) - Sõltub keha temperatuurist. Soojushulk Tähis Q, ühikuks 1J (ka 1 ca). Edasi kanduv energia. Siseenergia hulk, mis üks keha ära annab ja mille teine keha vastu saab. Q = mc(t-t0). Q = Keha annab ära soojust, Q+ = Keha saab soojust juurde. · c = erisoojus, · t0 = algtemperatuur, · t = lõpptemperatuur. Energia Energia ei teki ega kao, vaid levib ühelt kehalt teisele, muunduda ühest liigist teiseks. Soojusenergia kandub ühelt kehalt teisele. Nt. pliidi küttekehas olev energia kandub edasi vette - kusagil aeglustus molekulide liikumine ja vee energia suurenes, vesi läheb soojemaks. Soojusülekanne Siseenergia levimine. Soojusülekandes levib siseenergia iseenesest soojemalt kehalt külmemale. Soojusülekande liigid on:
· Erisoojus Q · Sulamissoojus m Q L · Aurustumissoojus m Füüsikalised suurused · Q - soojushulk, (J) J · c - erisoojus, ( kg K ) · t1 algtemperatuur · t2 lõpptemperatuur J · L - aurustumissoojus, ( kg ) · T - temperatuur, (K) J · - sulamissoojus, ( kg ) Temperatuur · Keha ruumala muut on võrdeline temperatuuri muuduga. · Aine siseenergiaks nimetatakse aineosakeste kineetilise ja potentsiaalse energia summat
Joosep ja Kristjan olid jõekaldal matkamas. Õhutemperatuur oli 5 °C. Tee keetmiseks raiuti jõekalda juurest jääd, nii et jäätükikestega täideti 1,5 liitrise ruumalaga alumiiniumist pott, mille mass oli 250 g. Arvestada, et jää algtemperatuur oli samuti -5 °C ja potti pandud jää mass 0,7 kg. Pott jääga kaeti kaanega ning asetati piiritusega köetavale matkapliidile ja seejärel sulatati sellest jääst vett ning aeti see keema. Kui palju kulus selleks piiritust, kui 1 kg piirituse põletamisel eraldub 26,8 MJ energiat ja piirituse põlemisel saadud energiast hajus ümbritsevasse keskkonda 60%? Andmed: Lahendus: Poti soojenemine m = 250 g = 0,25 kg Q = m · c · t = m · c ·( tlõpp - talg)
N - võimsus - kasutegur Valem Mille arvutamiseks kasutatakse Tähised tihedus raskusjõud rõhk vedeliku samba rõhk üleslükke jõud keha mass kiirus töö võimsus kasutegur Q soojushulk Soojushulk c erisoojus m mass - algtemperatuur - lõpptemperatuur l - sulamissoojus Erisoojus L - aurustumissoojus Sulamissoojus Aurustumissoojus I voolutugevus q elektrilaengu suurus t aeg U pinge R juhi takistus r - eritakistus l juhi pikkus
Erisoojust tähistatakse c- tähega. Kõige suuremat erisoojust looduses omab vesi. Kui aine erisoojus on suur, siis ta soojeneb ja jahtub aeglaselt. Vee erisoojus mõjutab kliimat. J/kg * C -- erisoojuse ühik Vee erisoojus on 4200J/kgC Raua erisoojus on 460J/kgC Valem, mis arvestab keha massi, temperatuuri ja soojushulka. Q = m * c (t2 t1) Ülesanne: Vee algtemperatuur on 20 C ja lõpptemperatuur on 100 C. Mass on 1kg. Kui palju soojust kulub vee keema ajamisele? Antud: Q = m * c (t2 t1) t1 = 20C 1 * 4200 (100 20) = 336000J = 336kJ t2 = 100C m = 1kg Vastus: soojust kulub 336kJ C = 4200J/kgC Leia Q 1kg raua temperatuur tõsteti 20 C
Selliseks süsteemiks on kehade kogum, mis on soojusvahetuses ainult omavahel, mitte aga väljaspool kogumit asuvate kehadega. Mida iseloomustab kahe keha temperatuuri vahe? Temperatuuride summal pole füüsikalist mõtet, aga temperatuuride vahel ehk temperatuuri muudul on, see määrab ära näiteks soojusvahetuse üleantava soojushulga. Temperatuuri muut tnäitab, kui palju on keha temperatuuri muutunud ja see leitakse seosest t=t t , kus t on keha lõpptemperatuur ja t keha algtemperatuur. Kuidas on saadud absoluutse temperatuuri skaala? Füüsikas kasutatakse rahvusvaheliselt tunnustatud, nn absoluutse temperatuuriskaalat, mille kehtestas 1848 a lord Kelvin. Selle skaala nullpunktiks on valitud nn. Absoluutne nulltemperatuu, so madalaim temperatuur, millega võrdset või madalamat pole võimalik saavutada. Selle temperatuurile Celsiuse skaalas vastab -273,15 .Temperatuuri ühikut Kelvini skaalal nim kelviniks(K)
(mida kõrgem on temperatuur, seda kõrgem on siseenergia) Soojusjuhtivus - siseenergia levimine ühelt aineosakeselt teisele. Q - soojushulk, keha siseenergia muut (keha siseenergia hulk, mis kandub ühelt kehalt teisele kehale või vastupidi) ühik: 1J c - keha erisoojus, näitab, kui suurt soojushulka on vaja, et tõsta 1kg aine temperatuuri 1°C võrra ühik: J/kg°C Q = cmΔt m = Q : cΔt Δt = (t2 - t1) - temperatuuride muut (lõpptemperatuur - algtemperatuur) 3. Aine agregaatoleku muutumine Sulamine - Aine üleminek tahkest vedelasse Tahkumine - Aine üleminek vedelast Sulamissoojus - näitab, kui suurt soojushulka on vaja 1kg aine sulamiseks 1J/kg λ=Q:m Q=λm Aurumine - Üleminek vedelast olekust gaasilisse - Energiat kulub aineosakeste vaheliste sidemete lõhkumiseks L - aurustumissoojus, näitab, kui suur soojushulk kulub 1kg vedeliku aurumiseks jääval temperatuuril L=Q:m 1J/kg
𝐸−𝑄 𝑒𝑓𝑒𝑘𝑡𝑖𝑖𝑣𝑠𝑢𝑠 = ∙ 100% 𝑄 Kasutatavad seadmed Pöördalusega mikrolaineahi 100 ml keeduklaas Termomeeter Stopper Katse käik Lisada keeduklaasi 80ml vett, see eelnevalt kaaluda (kg) Mõõta ning registreerida vee algtemperatuur Keeduklaas koos veega asetada mikrolaineahju pöördalusele. Käivitada ahi maksimaalse võimsuse juures 30 sekundiks Eemaldada ohutult keedunõu seadmest Mõõta ning registreerida vee temperatuur Kui katse käigus jääb temperatuuri muut alla 30kraadi, siis tasub pikendada soojendamise aega. Antud katset korrata kolm korda ning iga katse korral asetada värske vesi keedunõuga ahju pöördalusele erinevasse paika. Mario Kütt 140380 08.06.2016
damalt, et saada suuremat täpsust. Termistori vajaliku lõpptemperatuuri saavutamisel (selle annab juhendaja) võtta termistor termostaadist välja ning võtta üles tunnusjoon R f ( t ) , milleks fikseerida termistori takistus iga 10 sekundi tagant (ca 4 min jooksul), kuni see enam muutu. Mõõtmistulemused kanda tabelisse ja kujundada sõltuvus R f ( t ) millimeetripaberil. Mõõta ruumi temperatuur (soojenemise algtemperatuur) 0 . Posistori soojendamist jätkata termostaadis vastavalt eespool esitatud tingimus- tele, posistori jahtumistunnusjoont üles võtta ei saa, kuna tema tööpiirkond on väga kitsas. Sõltuvuste R f ( ) ja R f ( t ) graafikute alustel kujundada sõltuvuse f ( t ) graafik jahtumisel. Ajakonstandi T võib määrata graafikult suvalisel meetodil (näit. puutuja abil).
plahvatuslikku põlemist nimetatakse detonatsiooniks. - Bensiini detonatsioonikindlut hinnatakse oktaaniarvuga - Oktaaniarv on kokkuleppelne mõiste ja määratakse bensiini võrdlemisel etalonkütusega - Etalonkütus on kindlas vahekorras võetud isooktaanni ja heptaani segu. - Antidetonaatorina kasutatakse tetraetüülpliid PB (c2h5)4 keelatud - MTBE metüülbutüleeter. Aurustuvus : - Aurustumise algtemperatuur ei tohi suvistel bensiindel olla alla +35 C . See on tähtis aurukorkide vältimiseks toitesüsteemis ja kadude vältimiseks hoiustamisel - 10 % bensiini aurustumistemperatuur iseloomustab bensiini käivitusomadusi. Mida madalam on see temperatuur , seda paremini mootor käivitud - 50% bensiini aurustumistemperatuur iseloomustab bensiini omadust tagada mootori kiire soojenemine ja üleminek ühelt tööresiimilt teisele.
Balloonile paigaldatud manomeeter näitab rõhku p 1 bar. Gaasi temperatuur balloonis on T 1 °C. Peale osa gaasi kasutamist näitab manomeeter rõhku p 2 bar ja gaasi lõpptemperatuur on T 2 °C. Leidke kulutatud gaasi mass kg, kui balloonis oleva gaasi konstant R on J/kg deg. Õhu rõhk p bar = 1bar. Antud: V=1,5 m 3 ballooni maht p1 = 69bar + 1bar = 70bar = 70 10 5 Pa rõhk algselt T1 = 17 C = 290,15 K gaasi algtemperatuur p 2 = 48bar + 1bar = 49bar = 49 10 5 Pa rõhk peale osa gaasi kasutamist T2 = 15 C ' = 288,15 K gaasi lõpptemperatuur R = 518,3 J / kg deg gaasi konstant p bar = 1bar õhu rõhk m=? (kg) kulutatud gaasi mass Lahendus: pv p v = m R T m = R T p1 V p 2 V V p1 p 2 M = m1 - m 2 = - = -
tema temperatuur tõuseks ühe ühiku võrra. Käesolev töö põhineb soojusülekandel. Kui üks keha annab mingi hulga soojust ära, peab mõni teine keha samapalju soojust juurde saama, Q1=- Q2. Soojusülekanne kestab seni, kuni temperatuurid tasakaalustuvad. Kui on rohkem, kui kaks keha (n keha) soojusvahetuses, siis soojusliku tasakaalu võrrand on Q1+Q2+Q3+...+Qn=0. Keha poolt juurdesaadud või äraantud soojushulka saab arvutada valemiga Q=mc(t2-t1) m- keha mass c- erisoojus t1-algtemperatuur t2-lõpptemperatuur 2. Töö eesmärk: Metallist silindri erisoojuse määramine ja selle põhjal silindri materjali kindlakstegemine.. 3. Töövahendid: Metallist katsekeha, tehnilised kaalud koos vihtidega või elektroonilised kaalud, kalorimeeter, termomeeter, veekeedukann, niit katsekeha veest väljavõtmiseks, erisoojuste tabel. 4. Töö käik: Ühendage kann vooluvõrku, et töö ettevalmistamise lõpuks vesi juba keeks
Reaktsiooni kiirus sõltub suurel määral temperatuurist. Nii suureneb reaktsiooni kiirus temperatuuri tõstmisel 10 °C võrra 2 kuni 4 korda ( kehtib suhteliselt madalatel temperatuuridel). Arvu, mis näitab, mitu korda antud reaktsiooni kiirus kasvab temperatuuri tõstmisel 10 °C võrra, nimetatakse reaktsiooni temperatuuriteguriks. Vt2 = Vt1 · t2-t1/10 t2 temperatuur, mille juures soovime arvutada reaktsiooni kiirust t1 algtemperatuur Vt2 reaktsiooni kiirus temperatuuril t2 Vt1 reaktsiooni kiirus temperatuuril t1 reaktsiooni temperatuuritegus Reaktsiooni kiiruse muutust saab vaadelda väävelhappe ja naatriumdiosulfaadi vahelisel reaktsioonil tekkiva reaktsiooniprodukti väävel eraldamise teel. Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 + S Väävel eraldub lahusest häguna ja reaktsiooni kiirust saame jälgida lahuste
Ei · Selgitada toimunud nähtust Lahustina oli vesi. Sool lagunes ionideks, kui see oli lahustunud vees. Toimus dissotsiatsiooni. Katse 5. Kahte katseklaasi valada 5 mL destilleeritud vett ja mõõta selle temperatuur. Ühte katseklaasi lisada 3 g ammooniumnitraati (NH4NO3) ja teise niisama palju naatriumsulfitit (Na2SO3). Ainete kogused kaaluda tehnilistel kaaludel. · Jälgida aine lahustumisel toimuvat muutust ja märkida algtemperatuur ning suurim erinevus algtemperatuuris · Esimene katseklaas ( dest. vesi + NH4NO3) Temperatuur alanes Min t° = 13°C Sellel atsel tekis endotermiline reaktsioon. Temperatuur langes, mis tähendab,et reaktsiooni käigus energia neeldub. Teine katseklaas (dest.vesi + Na2SO3) Temperatuur tõuses Max t°=28°C Sellel katsel tegemist on eksotermilise reaktsiooniga. Reakstiooni käigus energia
Reaktiivid: H2O vesi ; NH4NO3 ammooniumnitraat ; Na2SO4 naatriumsulfaat Töö käik: Kahte katseklaasi valatakse 5 cm3 destilleeritud vett ning möödetakse selle temperatuur. Ühte katse klaasi lisada 3 g ammooniumnitraati ning teise 3 g naatriumsulfaati. Termomeetriga ettevaatlikult segades jälgida temperatuuri muutusi ning märkida üles suurim erinevus algtemperatuurist. Katse andmed: Katseklaasi sisu Algtemperatuur Lõpptemperatuur Suurim erinevus O O C C algtemp.-st Vesi + ammooniumnitraat 19,5 2 -17,5 Vesi + naatriumsulfaat 19,5 31 + 11,5 Järeldused: Soojusefekt võib olla nii positiivne kui negatiivne, ehk endo- ja eksotermilised reaktsioonid.
Rõhk lennuki tiivale on tingitud õhurõhust. Kuna lennuk peab õhku tõusma maapinnalt, kasutame õhurõhku maapinnal. F = 0,04 pS = 0,04 105 100 = 4 105 N = 400kN Vastus: Lennuki kandevõime on 400 kN. 16. 10 liitrises balloonis hoitakse gaasi, milles temperatuuril 25°C on rõhk 500 kPa. Balloon kannatab rõhku 1000 kPa. Kas balloon peab vastu, kui temperatuur tõuseb 80 kraadini Celsiuse järgi? ballooni ruumala V = 10l = 0,01m 3 algtemperatuur T1 = 273 + 25 = 298K algrõhk p1 = 500kPa = 5 105 Pa lõpptemperatuur T2 = 273 + 80 = 353K rõhk lõpptemperatuuril p2 = ? Lahendus Ideaalse gaasi olekuvõrrand pV = nRT . Kuna ruumala V ja gaasi moolide arv n jäävad samaks, siis p1V = nRT1 p2V = nRT2 Jagame võrdused omavahel läbi ja avaldame p2 p1V nRT1 =
Mida kiiremini liiguvad aineosakesed, seda kõrgem on temperatuur. 2. Mis juhtub aineosakeste kiirusega aine soojendamisel? Aine soojendamisel hakkavad aineosakesed kiiremini liikuma. 3. Mis juhtub vee molekulidega, kui jääle, mille temperatuur on 0 ºC anda energiat? Kristallstruktuur laguneb.(molekulide keskmine kineetiline energia jääb sama suureks). 4. Visandage graafik, mis näitab veele üleantud soojushulga ja vee temperatuuri seost. Vesi on jääna, algtemperatuur 10 ºC. Vt VIHIKUST! 5. Mis on keha siseenergia? Kõikide aineosakeste kineetilise ja potentsiaalse energia summa. 6. Milline keha siseenergia komponent on seotud temperatuuri muutusega? Kineetiline. 7. Milline keha siseenergia komponent on seotud aine oleku muutusega? Potentsiaalne. 8. Suhestage aine siseenergia ja keemilise sideme energia. Siseenergia haarab enda alla molekuli omavahelise energia kui ka aatomite vahelise potentsiaalse energia molekulis.
1. Kuidas on seotud aineosakeste liikumine ja temperatuur? Mida suurem on keskmise liikumise kiirus seda suurem on temperatuur 2. Mis juhtub aineosakeste kiirusega aine soojendamisel? Keskmine kiirus suureneb 3. Mis juhtub vee molekulidega, kui jääle, mille temperatuur on 0 ºC anda energiat? Kristalli struktuur laguneb 4. Visandage graafik, mis näitab veele üleantud soojushulga ja vee temperatuuri seost. Vesi on jääna, algtemperatuur 10 ºC. 5. Mis on keha siseenergia? Kõikide kehas sisalduvate kineetiliste energiate summa. Osakeste potentsiaalsete energiate summa 6. Milline keha siseenergia komponent on seotud TEMPERATUURI muutusega? Kineetiline energia 7. Milline keha siseenergia komponent on seotud aine OLEKUmuutusega? Potensiaalne energia 8. Suhestage aine siseenergia ja keemilise sideme energia. Siseenergia kehas olevate ainete omavaheline energia. Keemilise sideme energia on
ammooniumnitraat, naatriumsulfaat, termomeeter. Töökäik: Töökäik: Kaaluti tiigel ja sellesse lisati 1-1,2g Cuso4 * nH2O. Tiiglit kuumutati Kahte katseklaasi valati 5 ml gaasipõleti leegil, et eraldada destilleeritud vett ja mõõdeti selle kristallvesi. See järel tiigel jahutati algtemperatuur. Ühte katseklaasi eksikaatoris ja kaaluti. Jätkati lisati 3g ammooniumnitraati ja teise kuumutamisega konstantse kaalu 3g naatriumsulfaati. Termomeetriga saavutamiseni. segati ained lahustumiseni ja mõõdeti suurim erinevus Katse andmed: algtemperatuurist. Aine Mass, g
Võeti kiiresti keevast veest metall ja asetati kalorimeetri siseklaasi. Segati ettevaatlikult termomeetriga vett ning märgiti vee kõrgeim temperatuur. Katse andmed: 1) Metalli mass: m1 = 28,61g = 0,02861 kg 2) Kalorimeetri siseklaasi mass: m3 = 80,17 g = 0,08017 kg 3) Kalorimeetri siseklaasi mass koos veega: m4 = 178,035 g = 0,17805 kg 4) Vee mass kalorimeetris: m2 = m4 – m3 = 178,035g – 80,17g = 97,865g = 0.097865 kg 5) Metalli temperatuur keevas vees: 100 °C 6) Vee algtemperatuur: t1 = 21 °C 7) Vee kõrgeim temperatuur: t2 = 22 °C −1 −1 8) Vee erisoojusmahtuvus: cvesi = 4,187 ∙ 103J KG K 9) Klaasi erisoojusmahtuvus: cklaas = 0,80 ∙ 103J KG−1 K−1 Arvutused: 1) Kalorimeetis olev vesi sai soojust: q2 = m2 ∙ 4,187 ∙ 103 ∙ (t2 – t1) J q2 = 0.09786∙ 4,187 ∙ 10³ ∙ (22 - 21) = 409,73 J 2) Keeduklaas sai soojust: q3 = m3 ∙ 0,80 ∙ 10³ ∙ (t2 – t1) J
Selle käigus neeldub energiat, kuna keha vajab selleks energiat. Härmatumine on vastupidine, ehk siis gaasilisest faasist tahkesse. Selle käigus eraldub energiat. Ülesanne üleminekute ja soojenemise/jahtumise kohta Aurustumissoojuse valem: Q= Lm soojushulk= aurustumissoojus*mass. Sulamissoojuse valem: Q= sulamissoojus kg kohta *mass. sulamissoojus on tabelina toodud, igal ainel eri. Temperatuuri tõstmise valem: Q= c*m(t2-t1) soojushulk= erisoojus*mass (lõplik temperatuur-algtemperatuur). Erisoojus on tabelina toodud, igal ainel eri. Mis on keemine ja keemistemperatuur Keemiseks nim aine üleminekut vedelast faasist gaasiliseks. Keemine on aurumine kogu vedelikust, mitte ainult pinnalt. Keemistemperatuur on igal ainel erinev temperatuur, mille juures antud rõhul aurumise iseloom muutub. See on temp, mille juures vedeliku aururõhk saab võrseks välisrõhuga. St, aine hakkab keema. See on suurim temp, mida antud rõhul vedelik saab omada.
1. Temperatuuride graafik ja keskmine logaritmiline temperatuuride vahe Vee algtemperatuur t1= 20 °C Vee lõpptemperatuur t2= 87 °C Auru temperatuur tuleb leida aurutabelist. Primaarauru rõhk pa = 1,2 ata. Sellele vastab temperatuur ta = 105 °C. Keskmine logaritmiline temperatuuride vahe kütteauru ja vee vahel: t 2 - t1 87 - 20 67 67 t = = = = = 43,2 ta - t 1 105 - 20 ln ( 4,722 ) 1,552 °C ln ln ta - t 2 105 - 87 t= 43,2 °C Joonis 1
arvutati Dulong- Petit´ seaduse põhjal metalli ligikaudne aatommass. Katse andmed ja arvutused: Metalli mass m1= 24,1 g= 0,0241 kg Kalorimeetri siseklaasi mass m3= 44,93 g= 0,04493 kg Kalorimeetri siseklaasi mass koos veega m4= 128,88 g= 0,12888 kg Vee mass kalorimeetris m2= m4 m3= 0,12888- 0,04493= 0,08395 kg Metalli temperatuur keevas vees 100oC Vee algtemperatuur t1= 22 oC Vee kõrgeim temperatuur t2= 25 oC Vee erisoojusmahtuvus Cvesi= 4,187 103 J kg-1 K-1 Klaasi erisoojusmahtuvus Cklaas= 0,80 103 J kg-1 K-1 1) Kalorimeetris olev vesi sai soojust: q2= m2 4,187 103 (t2 t1) J q2= 0,08395 4,187 103 (25 23) J q2= 702, 9973 J 2) Keeduklaas sai soojust: q3= m3 0,80 103 (t2 t1) J
lahustumata tärklist ja käärimata suhkruid. Meski pumbatakse rektifitseerimisosakonda piirituse eraldamiseks. Käärimisel eraldunud süsihappegaas suunatakse piiritusepüüdjasse, kus piiritus püütakse veega kinni ja puhastatud süsihappegaas kogutakse süsihappegaasi valmistamiseks. Käärimine loetakse lõppenuks kui 2 tunni järelt võetud proovide tulemused on samad. Käärimine võib kesta 60-72 tundi. Kui kääriva meski algtemperatuur oli 18-20 °C, käärimise kestel 23-24°C, põhikäärimise ajal 29-30 °Cja järelkäärimise ajal 27-28 °C. Kõrgema temperatuuri juures hakkaks arenema kõrvalmikrofloora. Käärinud meski pumbatakse destilleerimisele. Käärimispaak pestakse, desinfitseeritakse, steriliseeritakse 100°C auruga ja täidetakse uue meskiga. 7 8 PIIRITUSE ERALDAMINE
53. loputamine - lahtise mustuse ja pesuainejääkide eemaldamine koristustöövahendiga, voolikuga või masinaga 54. luteiin - toiduvärv 55. maitsesool - pipra, maitsetaimede ja vürtsidega maitsestatud sool. Võib kasutada nii laua- kui köögisoolana 56. menüü - söögisedel, kus on kirjas pakutavad toidud ja nende hinnad. 57. moorimine - rasvas pruunistamine, mille järel valatakse peale veidi vedelikku ja keedetakse tihedalt suletud kaane all. Algtemperatuur u. 180°C, vedeliku lisamise järel alandatakse temperatuuri kuni 100°C-ni 58. mopikomplekt - mopikomplekte kasutatakse põrandate ja muude suuremate pindade puhastamiseks 59. mopp - harjataoline puhastusriist 60. mustus - pinnal olev, erinevate puhastusmeetoditega eemaldatav, pinna kasutust segav ja/või kahjustav aine 61. mõdu - see on pärmseente kaasabil veest ja meest valmistatud kääritatud alkoholi
temperatuur. Protokolliti katse andmed järgnevasse tabelisse: Katse andmed Metalli mass: m1 = 30,31g = 0,03031 kg Kalorimeetri siseklaasi mass: m3 =48,78g = 0,04878 kg Kalorimeetri siseklaasi mass koos m4 = 149,22g = 0,14922 kg veega: Vee mass kalorimeetris: m2 = m4 - m3 = 0,14922 kg 0,04878 kg = 0,10044 kg Metalli temperatuur keevas vees: 100 °C Vee algtemperatuur: t1 = 21 °C Vee kõrgeim temperatuur: t2 = 24 °C Vee erisoojusmahtuvus: cvesi = 4,187 10³ J kg-1 K -1 Klaasi erisoojusmahtuvus: c klaas = 0,80 10³ J kg-1 K -1 Arvutused 1. Kalomeetris olev vesi sai soojust q2 = m2 4,187 10 3 (t2 t1) J 1 q2 = 0,10044 kg 4,187 10 3
Kasvustaadiumis on ruumi keskmine temperatuur suhteliselt madal ja tuli lokaliseerunud tekkekoha läheduses. Põlengu arenedes süttib järjest veel süttimata materjal. Põlengu kasvu kiirus sõltub paljudest teguritest, nagu põleva materjali keemilised ja füüsikalised omadused nende hulk jne. Põleva materjali keemilised omadused avalduvad materjali keemilises koostises, materjali tuleohtlikkuses aga ka põlemissaaduste omaduste kaudu. Füüsikalisi omadusi iseloomustavad algtemperatuur, põleva pinna asend (horisontaalne, vertikaalne), eseme paksus ja soojusjuhtivus. Ruumi tingimuste all mõistetakse õhu koostist, temperatuuri, ventilatsiooni, õhurõhku jne. Mida tuleohtlikum on põlev materjal, seda kiiremini tuli levib ja soojust tekib. Kuigi keskmine temperatuur on madal, võib 4 põlemisvööndis ja selle ümber olla temperatuur paiguti kõrge. Temperatuuri tõus
aurustamiseks. Tõsi küll, õhu soojenemise kõrval muutub siin ka osaliselt õhu koostis: hapniku molekulide asemel tekib süsihappegaasi ja veeauru molekule. Lämmastik, mida on ¾ õhu koostisest, ainult kuumutatakse. Küttesegu silindris süüdatakse küünlast tekkiva sädemega. Surveastmest sõltub kütuse põlemise täielikkus. Surveastmest sõltub ka mootori kasutegur. Kõrgema surveastme korral on küttesegu algtemperatuur survetakti lõpu poole kõrgem. Seetõttu on põlemine täielikum. Karburaatormootorites ei ole võimalik tõsta surveastet üle 8-9. Seda takistab küttesegu isesüttimine enne kolvi jõudmist. Isesüttimine on mootorile kahjulik ning vähendab selle kasutegurit ja võimsust. Kõrge surveastme saavutamiseks on suurendatud kolvi liikumiskiirust (5000-6000 p/min) ning hakati kasutama vastavaid bensiinilisandeid. Karburaatormootoreid kasutatakse enamasti autotranspordis, tänapäeval on ta
...2000m/s. Sellist plahvatusliku põlemist nimetatakse detonatsiooniks. · Bensiini detonatsioonikindllust hinnatakse oktaaniarvuga. · Oktaaniarv on kokkuleppeline mõiste ja määratakse bensiini võrdlemisel etalonkütusega. · Etalonkütus on kindlas vahekorras võetud isooktaani ja heptaani segu. · Fikseeritakse aurustamise alg- ja lõpptemperatuur ning 10, 50, ja 90% bensiinikoguse aurustamise temperatuur. · Aurustamise algtemperatuur ei tohi suvistel bensiinidel olla alla +35kraadi. See on tähtis aurukorkide vältimiseks toitesüsteemis ja kadude vältimiseks hoiustamisel. · 10% bensiini aurustumisetemperatuur iseloomustab bensiini käivitusomadusi. Mida madalam on see temperatuur, seda paremini mootor käivitub. · 50% bensiini aurustamistemperatuur iseloomustab bensiini omadust tagada mootori kiire soojenemine ja üleminek ühelt tööreziimilt teisele.
korrapärase liikumise energia ülekannet ning selle tulemusena võivad vahetult muutuda kõik meile seni tuntud energialiigid. Ülesanne: 11. Viit kg õhku sisaldav anum liigub teatud kiirusega 100 m / s. Kui palju tõuseb õhu temperatuur anumas, kui see äkki seisma jääb? Soojuse kadu seinte kaudu lugeda võrdseks nulliga. Õhu erisoojus on 1000 J/Kg K. (vihikus) 12. Kui kõrge peaks olema hüdroelektrijaama tamm, et toodetava energiaga keema ajada 1% läbivoolavast veest, kui selle algtemperatuur on 10 C ? Energiakadudega keskkonda mitte 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
teha kahe seksiooniline soojusvaheti. Põhjuseks, et muidu oleks torude pikkus (10 m) liiga suur. Kaheseksioonilise soojusvaheti puhul tuleks torude pikkuseks 5 m, mis aitab vältida torude läbi vajumist. Lõhidalt, see tähendaks, et kaks vertikaalsete torudega soojusvahetit oleks üksteise peal. Torude üldarvuks sain 88 toru. Roostevabast terasest soojusvahetis jahutatakse oktaani keemistemperatuurist 126 kuni 30 - ni. Aine masskulu 3,273 kg/s. Oktaani jahutatakse veega, mille algtemperatuur on 30 ja rõhk 2 atm. Jahutusvee lõpptemperatuur valitakse, olenevalt vee karedusest, Eestis 45-50 piirides (Mikkel, 2013). Soojusagensise masskulu on 255,77 kg/s. Kasutatud kirjandusLaura Mikkel, V. (2013). Kursuseprojekti juhend soojusvaheti arvutamiseks . Tallinn. Octane. (24. 03 2017. a.). Allikas: Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Octane Shell and tube heat exchangers. (23. 03 2017. a.). Allikas: Thermopedia: http://www.thermopedia.com/content/1121/ Sinnott, R. K
kuumutatakse. Küttesegu silindris süüdatakse küünlast tekkiva sädemega. Surveastmest sõltub kütuse põlemise täielikkus. Surveastmest sõltub ka mootori kasutegur. Kõrgema surveastme korral on küttesegu algtemperatuur survetakti lõpu poole kõrgem. Seetõttu on põlemine täielikum. Ottomootori töötsükkel Diiselmootorid Diiselmootoris valmistatakse küttesegu silindris, mis ongi põhiline erinevus ottomootoritest. See tähendab, et silindris surutakse kokku puhas õhk, millesse pritsitakse kütus ja mis ise süttib kuumas õhus. Seetõttu toimub põlemine kõrgemal temperatuuril ning ka kasutegur on kõrgem. Pealegi kasutab diiselmootor odavamat kütust ning diiselküte ei sisalda mürgiseid
kg K · Keha soojendamiseks kuluv soojushulk sõltub temperatuuri muudust, keha massist ja ainest. Q = cmt · Sulamissoojus on konstant, mis näitab aine sulatamiseks kuluvat või tahkumisel eralduvat energia hulka. · Sulamine on aine siirdumine tahkest olekust vedelasse. · Soojushulk: Q = cm(t² - t¹) (soojushulk = erisoojus x mass x (lõpptemperatuur - algtemperatuur)) põhiühik: J(dzaul) · Aurustumissoojuseks nimetatakse soojushulka, mille peab andma keemistemperatuuril oleva vedeliku massiühikule, et muuta see sama temperatuuriga auruks. · Aurustumine vedeliku üleminek gaasilisse olekusse, energia neeldub · Aurustumissoojus: L = Q : m (soojushulk jagatud massiga)
........................... 5 4.Kokkuvõte............................................................................................................................... 12 5.Kasutatud kirjandus................................................................................................................ 12 2 1. Tähiste ja lühendite loetelu. A = reagent B= esimene produkt C = teine produkt P0 = algrõhk, atm T0 = algtemperatuur, K R = ideaalne gaasi tegur, J/mol*K V = ruumala, L Ct0 = algkontsentratsioon, mol/L K = reatsiooni kiiruse konstant, 1/min Kc = tasakalu konstant, mol/L Km = massi ülekandetegur, 1/min Fa0 = reagenti molaarne voo, mol/min Fb0 = esimene produkti molaarne voo, mol/min Fc0 = teine produkti molaarne voo, mol/min Ft = molaarse voo summa, mol/min RB = esimene produkti kiirus, millest aine möödab reaktoris, mol/L*min CB = esimene produkti kontsentratsioon,
kilovati ostuenergiaga võime siirdada kütteks kaks kilovatti või enam looduslikku (tasuta) energiat, soojustegur võib ulatuda üle 300. Soojuspumbad võivad toimida ka vastupidi ja suvel ruume jahutada. Seega on ühe süsteemiga võimalik kütta või jahutada eluruume ning toota sooja tarbevett (Kivinukk & Staak, 2008). Soojuspumbasüsteemi jaoks vajaminev taastuv soojusenergia hulk sõltub maja geograafilisest asukohast ja maja soojapidavusest. Mida soojem kliima, seda kõrgem on algtemperatuur ning seda tõhusam on soojuspumba töö. Kuldreegli kohaselt peaks pump olema nii suur, et toodaks 90% vajaminevast soojusenergiast. Väga külmadel päevadel tuleks kasutada lisakütteallikat, näiteks elektriradiaatorit või puuküttekaminat (Kivinukk & Staak, 2008). Kokkuvõte Selleks, et olla keskkonnasäästlikumad, tuleks kasutama hakata alternatiivseid energia ressursse
tundides. Omal ajal oli väga levinud soojushulga ühikuks kalor (cal), mis defineeriti kui soojushulk, mis on vajalik ühe grammi vee soojendamiseks ühe kraadi võrra temperatuurivahemikus 19,5 20,5 0C. Kuna kalorit kasutatakse veel tänapäevalgi (eriti toiduainete toiteväärtuse andmisel), siis anname seose kalori ja dzauli vahel 1 cal = 4,187 J . Näidisülesanne 5. Kui palju soojust kulub 1 kg jää, mille algtemperatuur on - 5 0C, muutmiseks veeauruks temperatuuriga 110 0C ? Lahendus. Antud: t1 = - 5 0C Kõigepealt analüüsime, mis toimub jää muutmisel auruks, sest jää ja aur on kaks erinevat agregaatolekut, soojendamise käigus tekib t2 = 110 0C vahepeal veel kolmas agregaat olek vesi. Seetõttu toimub antud m = 1 kg soojendamise käigus kõigele lisaks kaks faasisiiret jää muutub veeks
Tõsi küll, õhu soojenemise 6 kõrval muutub siin ka osaliselt õhu koostis: hapniku molekulide asemel tekib süsihappegaasi ja veeauru molekule. Lämmastik, mida on ¾ õhu koostisest, ainult kuumutatakse. Küttesegu silindris süüdatakse küünlast tekkiva sädemega. Surveastmest sõltub kütuse põlemise täielikkus. Surveastmest sõltub ka mootori kasutegur. Kõrgema surveastme korral on küttesegu algtemperatuur survetakti lõpu poole kõrgem. Seetõttu on põlemine täielikum. Karburaatormootorites ei ole võimalik tõsta surveastet üle 8-9.Seda takistab küttesegu isesüttimine enne kolvi jõudmist. Isesüttimine on mootorile kahjulik ning vähendab selle kasutegurit ja võimsust. Kõrge surveastme saavutamiseks on suurendatud kolvi liikumiskiirust(5000-6000 p/min) ning hakati kasutama vastavaid bensiinilisandeid. Karburaatormootoreid kasutatakse enamasti
Põlemistemperatuur oleneb: kütuse kütteväärtusest hapniku küllusest koldes ja tõmbest põlemisgaaside kaalust ja erisoojusest kolde konstruktsioonist kütuse niiskusest Ahju soojasalvestus Ahju soojasalvestusvõime ehk soojamahtuvuse saab leida valemiga Q= cmt kus c om materjali erisoojus KJ, m ahju soojasalvestava osa mass kg, t ahju ja toatemperatuuri vahe kraadides, näiteks kui ahju maht on välis kabariidid järgi on 1,5 m3 algtemperatuur 40 kraadi ja lõpptemperatuur 150 kraadi siis arvestades ahju keskmiseks mahumassiks 1600 kg/m3 (sellega on lõõristik juba arvesse võetud, sest tühemiteta tellismüüritise mahumass on ligikaudu 2000 kg/m3 ) on ahju soojasalvestus Q=0,88*1,5*1600*(150-40)=232320 KJ= 64,4 kWh Elamu soojakaod määratakse projekteerimisel. Ahjude summaarene soojasalvestus peab olema piisav hoone 12 tunni(24) soojakadude kompenseerimiseks ja seda
Kui suur on fotosünteesi energeetiline kasutegur? 10 mooli punaseid kvante = 10*1.8*96.5=1737kJ . Puit on süsivesik nCH 2O molekulmassiga n*30. Seega, 1kg puidu=1000/30=33.3 mooli põlemisel eraldub iga mooli kohta 3500/33.3=105kcal=105*4.18=439kJ. Fotosünteesi energeetiline kasutegur on 439/1737=0.253=25.3% 21. Üks liiter vett soojendatakse 1000W keeduspiraali abil. Kui kaua aega kulub vee keema minekuni kui algtemperatuur oli 10 °C? Vee soojusmahtuvus on 1cal g-1°C-1=4.18 J g-1 °C-1. Keemiseni soojendamiseks on vee temperatuuri vaja tõsta 10010=90°C võrra. 1 l vett on 1000g, järelikult soojusenergiat kulub 1000x90x4.18=376200J. Spiraal võimsusega 1000W eraldab 1000J s-1 . Keema-ajamiseks vajalik aeg on siis 376200/1000 = 376.2 s = 6 min 16 s. 22. Päikese spektris on kvandi keskmine energia 2.2 eV ja kvante langeb 2000 µmol m s . -2 -1
p = const T Sellest lähtudes võime oma alg- ja lõppoleku kohta kirjutada p1 p 2 = , T1 T2 millest lõpprõhk p1 T2 p2 = . T1 Arvutamine annab tulemuseks 150 243 p2 = ( ) kPa = 120 kPa. 303 Vastus: gaasi rõhk temperatuuril -30 0 C on 120 kPa. Näidisülesanne 9. Gaas asetseb kolviga suletud anumas. Gaasi algruumala on 15 L, algrõhk 2 atm ja algtemperatuur 27 0 C. Kui gaas surutakse kokku ruumalani 12 L ja tema rõhk tõuseb 3 atm-ni, siis milline on gaasi lõpptemperatuur? 10 Lahendus. Antud: Teeme joonise, mis kujutab algandmeid. Antud protsessi korral muutuvad nii p 1 = 2 atm rõhk, ruumala kui ka temperatuur. V 1 = 15 L T 1 = 300 K p 2 = 3 atm V 2 = 12 L T2 = ? Lähtume ideaalse gaasi olekuvõrrandist pV = R T .
Peale selle jääb meskisse teatud kogus lahustumata tärklist ja käärimata suhkruid. Meski pumbatakse rektifitseerimisosakonda piirituse eraldamiseks. Käärimisel eraldunud süsihappegaas suunatakse piiritusepüüdjasse, kus piiritus püütakse veega kinni ja puhastatud süsihappegaas kogutakse süsihappegaasi valmistamiseks. Käärimine loetakse lõppenuks kui 2 tunni järelt võetud proovide tulemused on samad. Käärimine võib kesta 60-72 tundi. Kui kääriva meski algtemperatuur oli 18-20 °C, käärimise kestel 23-24°C, põhikäärimise ajal 29-30 °C ja järelkäärimise ajal 27-28 °C. Kõrgema temperatuuri juures hakkaks arenema kõrvalmikrofloora. Käärinud meski pumbatakse destilleerimisele. Käärimispaak pestakse, desinfitseeritakse, steriliseeritakse 100°C auruga ja täidetakse uue meskiga. 10.PIIRITUSE ERALDAMINE Käärinud meski koostise võib jaotada tinglikult kaheks:lenduv ja mittelenduv. Lenduvateks
kuumutatakse. Küttesegu silindris süüdatakse küünlast tekkiva sädemega. Surveastmest sõltub kütuse põlemise täielikkus. Surveastmest sõltub ka mootori kasutegur. Kõrgema surveastme korral on küttesegu algtemperatuur survetakti lõpu poole kõrgem. Seetõttu on põlemine täielikum. Karburaatormootorites ei ole võimalik tõsta surveastet üle 8-9. Seda takistab küttesegu isesüttimine enne kolvi jõudmist. Isesüttimine on
annaabi.ee 
