Elektripliidi kasuteguri määramine 1. Töö vahendid: a) Elektripliit b) Anum veega c) Elektronkaal d) Termomeeter e) Stopper 2. Töö ülesanne: Määrata elektripliidi kasutegur. 3. Tööjuhend: a) Mõõta anuma mass, seejärel valada sisse kolmveerand nõutäit vett ning mõõta 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
Potensiaalse energia valem E_p = mgh Kineetilise energia tähis E_k Kineetilise energia ühik J Kineetilise energia valem E_k = (mv^2)/2 Kogu energia tähis E Kogu energia ühik J Kogu energia valem E = E_p + E_k Soojushulga tähis Q Soojushulga ühik J Soojushulga valem Q = cm(t_2-t_1) Erisoojuse tähis c Erisoojuse ühik J/kg°C Lõpptemperatuuri tähis t_2 Algtemperatuuri tähis t_1 Temperatuuri ühik °C Keemissoojuse tähis L Keemissoojuse ühik J/kg Sulamissoojuse tähis λ Sulamissoojuse ühik J/kg Soojushulga valem keemisel Q = Lm Soojushulga valem sulamisel Q = λm Laengu tähis q Laengu ühik C Laengu valem q = ±ne Elektronide arvu tähis n Elementaarlaengu tähis e Voolutugevuse tähis I
Kehade soojenemine ja jahtumine Kehade soojenemine Kehade soojenemise analüüsiks kasutame näidet ahju kütmisest. Igaüks, kellel on ahju kütmise kogemus, teab, et külma ahju kütmiseks kindla temperatuurini kulub rohkem puid kui juba kergelt sooja ahju kütmiseks sama temperatuurini. Kütmi- sel on oluline, kui palju soovime ahju temperatuuri muuta. Mistahes keha, näiteks ahju, temperatuuri muut on võrdne keha lõpptemperatuuri t2 ja algtemperatuuri t1 vahega: t2 t1 . Temperatuuri muutu tähistatakse tihti ka t, st t = t2 t1. Mida kuumemaks on vaja ahju kütta, seda rohkem puid peab ahjus ära põle- Tama. Puude põlemisel vabaneb teatud soojushulga, millist osa kandub üle ahjule. Mida suuremat temperatuuri muutu tahame saavutada, seda suurema soojushulga Peab ahi saama. Ahju temperatuuri muut sõltub ahjule üle kandunud soojushul- gast. Ahjusid on suuri ja väikseid. Suure ahju valmistamiseks on tavaliselt kasuta-
Praktikum1 Töö nr.2 - Metalli aatommassi määramine, katse 1(metalli aatommassi määramine erisoojusmahtuvuse kaudu). Kasutatud vahendid: Tundmatu metalli tükk(m=30,32g), vesi(m=92,114g), klaas(m=45,215g), termomeeter, kalorimeeter, pliit. Töö käik: 1. Kaalusime metallitükk ja klaasi kaalul, saadud tulemused panime kirja ja arvutasime vee massi(M klaas veega M klaas = Mvesi) 2. Mõõtsime vee ja metalli tükki algtemperatuuri 3. Asetasime metalli tükki keevasse vette 15 minutiks 4. Asetasime 100kraadi kuuma metalli tükki kalorimeetrisse 5. Jälgisime termomeetrit ja panime kirja kalorimeetris oleva vee maksimum temperatuuri. 6. Tegime vajalikud arvutused et leida metalli aatommassi ja määrata metalli Katse andmed: · Tundmatu metalli mass m1=0,0302kg · Vee mass m2=0,0921kg · Siseklaasi mass m3=0,0452kg
Eluruume (accommodation spaces) eraldatakse masinaruumist A-klassi vaheseintega. A-klassi vaheseinad koosnevad tekkidest ja vaheseintest. Ehitatud TERASEST või mõnest muust samaväärsest materjalist. Nõuete kohaselt jäigastatud. Nad on ehitatud nii, et suudaksid tõkestada SUITSU ja LEEKIDE ligipääsu kuni standart 1 tunnise tulekatse lõpuni. Nad on isloeeritud tunnustatud mittesüttivate materjalidega nii, et temperatuur tulega kokkupuutel ei tõuse rohkem kui 140 C üle algtemperatuuri ja temperatuur üheski punktis ei tõuse rohkem kui 180 C üle algtemperatuuri ajavahemiku jooksul ( 60, 30, 15, 0 min) NÄIDE: A30 A-klassi vahesein,ehitatud terasest, nõuetekohaselt jäigastatud. Ehitatud nii, et tõkestaks leeke ja suitsu 1 tund, aga isoleeritud nii, et 30 minuti jooksul ei tõuse temperatuur üle 140 C ja edasi üle 180 C. B-klassi vaheseinad on vaheseinad, mille moodustavad vaheseinad, tekid, laed ja vooderdised
Aatommass ≈ erisoojusmahtuvus 26000 Aatommass ≈ 216,96 ≈ 119.8 Tulemus: Katses leiti metalli erisoojusmahtuvuse kaudu selle aatommass, milleks on 119.8. Järeldused: Arvutuste järgi on aatommass 119, mis ei ole realistlik mass metallile. Lähedaseim aatommassiga aine on ununoktium, kuid see ei ole metall. Vead võisid tulla sellest, et osad andmed saadakse vaatluse tulemusena ja silm on tihti ebatäpne. Näiteks kui võtsime vee algtemperatuuri. Silma järgi hinnates tundus, et tegemist oleks tina või rauaga. Veaarvutused (suhteline viga, absoluutne viga) Katse viga võis tuleneda temperatuuri valest ülesmärkimisest või temperatuuri mõõtes kiirustades. 2 TÖÖ 3 2.1 KATSE 1 A – KEEMILISE REAKTSIOONI KIIRUS Töö eesmärk: Reaktsiooni kiiruse sõltuvus reageerivate ainete kontsentratsioonist Töövahendid: 8 katseklaasi, 8 korki, 2 katseklaasi alust, pipett, 24 ml 2%-list H2SO4, 15 ml 2%-list
aine ümber paikneks; 2) konvektsioon, kus energia levib gaasi- või vedeliku liikumise tõttu; 3) soojuskiirgus, kus energia levib elektromagnetlainete kiirgamise ja neelamise tõttu. Energiahulka, mida keha soojusvahetuse teel saab või ära annab, nim soojushulgaks (tähistatakse Q, mõõtühikuks on dzaul (J)). Soojushulga arvutamiseks kasutatakse valemit: Q = cmT , kus Q on ülekantud soojushulk (J), c J on erisoojus ( kg K ) ja T on temperatuuri muut (lõpp- ja algtemperatuuri vahe). Aine võib olla kolmes olekus nn agregaatolekus: gaasiline, vedel või tahke. Soojushulkade arvutamine aine üleminekul ühest agregaatolekust teise (faasisiirdel): 1) sulamine ja tahkestumine aine muutub tahkest olekust vedelasse ja vastupidi: Q = m , kus Q on vastavalt kas sulamiseks vajaminev või tahkestumisel eralduv soojushulk (J), on sulamissoojus (J/kg) ja m on ainekoguse mass (kg).; 2) aurustumine ja kondenseerumine aine muutub vedelast
f) advektsioon e õhumasside horisontaalne liikumine 2. mida mõistetakse adiabaatilise protsessina? Üldiselt mõistetakse adiabaatilise protsessi all sellist gaasi oleku muutust, mille juures vaadeldaval gaasil puudub soojusvahetus ümbrusega. 3. milliseid suuruseid seob omavahel Poissoni võrrand? Adiabaatilise protsessi korral valitseb absoluutse temperatuuri ja rõhu vahel järgmine seos: T/T1= (P/P1)0,288 T/T1- lõpp ja algtemperatuuri absoluutse skaala järgi P- lõpprõhk P1 – algrõhk 4. iseloomusta temperatuuri kuiv- ja märgadiabaatilist gradienti. Adibiaatilisel tõusmisel õhutemperatuur nii kuivas kui ka küllastumata niiskes õhus langeb peaaegu 1 kraadi võrra 100m kohta- seda t muutust nim kuivadibiaatiliseks gradiendiks. Kirjeldatud t langus leiab aset, kui õhk on veeaurust küllastamata.
(maltoosiks), aga 33% tärklise lõhustumise produktideks- dekstriinideks.Suhkrustumisprotsess koosneb järgmistest operatsioonidest: - keedetud massi jahutamine; - segamine -amülaasiga; - tärklise suhkrustumine; - suhkrustunud massi jahutamine käärimise algtemperatuurini; - meski pumpamine käärimispaaki. Peale suhkrustamist saadakse segu, mida nimetatakse meskiks. Käärimise algtemperatuuri 18-20 °C saavutamise järel meski pumbatakse ümber käärimispaaki, kus ta segatakse pärmidega. Algab käärimine. MESKI KÄÄRIMINE Meski käärimisel suhkur difundeerub pärmirakku. Keeruliste fermentatiivsete protsesside tulemusena moodustuvad käärimisproduktidena piiritus ja süsihappegaas, mis eraldub ümbritsevasse keskkonda. Lisaks piiritusele ja süsihappegaasile
Esimese mõõtmise ajal mõõtke ära kõikide uuritavate pindade algtemperatuurid. Seejärel registreerige ettenähtud ajavahemike järel üksiku värviruudu (nt punase) temperatuurid. Seejärel laske pindadel jahtuda algtemperatuurini, enne uue värvuse juurde liikumist. Korrake mõõtmisi järgmiste värvidega. Tulemused märkida tabelisse 2. 2. Enne spektrivärvide diagrammi mõõtmist oodake kuni värvikaardi pinnad on saavutanud algtemperatuuri (siis ilmselt on jõudnud jahtuda ka diagramm algtemperatuurini, mis paratamatult on eelnevalt soojenenud värvikaardiga läbiviidud katsete ajal). Korrigeerige lambi asendit diagrammi suhtes. Korrake mõõtmisi sarnaselt eelmise mõõtmise metoodikale. Valige kolm testvärvi ja sooritage esmased mõõtmised, ilma pindu hõõglambiga soojendamata. Seejärel hakake pindu soojendama ning mõõtke tulemused sarnaselt esimesele katseosale. Tulemused kandke tabelisse 3. NB
Esimene mõõtmine viige läbi ajahetkel t = 0 s. Esimese mõõtmise ajal mõõtke ära kõikide uuritavate pindade algtemperatuurid. Seejärel registreerige ettenähtud ajavahemike järel üksiku värviruudu (nt punase) temperatuurid. Seejärel laske pindadel jahtuda algtemperatuurini, enne uue värvuse juurde liikumist. Korrake mõõtmisi järgmiste värvidega. Tulemused märkida tabelisse 2. 2. Enne spektrivärvide diagrammi mõõtmist oodake kuni värvikaardi pinnad on saavutanud algtemperatuuri (siis ilmselt on jõudnud jahtuda ka diagramm algtemperatuurini, mis paratamatult on eelnevalt soojenenud värvikaardiga läbiviidud katsete ajal). Korrigeerige lambi asendit diagrammi suhtes. Korrake mõõtmisi sarnaselt eelmise mõõtmise metoodikale. Valige kolm testvärvi ja sooritage esmased mõõtmised, ilma pindu hõõglambiga soojendamata. Seejärel hakake pindu soojendama ning mõõtke tulemused sarnaselt esimesele katseosale. Tulemused kandke tabelisse 3. NB
Esimese mõõtmise ajal mõõtke ära kõikide uuritavate pindade algtemperatuurid. Seejärel registreerige ettenähtud ajavahemike järel üksiku värviruudu (nt punase) temperatuurid. Seejärel laske pindadel jahtuda algtemperatuurini, enne uue värvuse juurde liikumist. Korrake mõõtmisi järgmiste värvidega. Tulemused märkida tabelisse 2. 2. Enne spektrivärvide diagrammi mõõtmist oodake kuni värvikaardi pinnad on saavutanud algtemperatuuri (siis ilmselt on jõudnud jahtuda ka diagramm algtemperatuurini, mis paratamatult on eelnevalt soojenenud värvikaardiga läbiviidud katsete ajal). Korrigeerige lambi asendit diagrammi suhtes. Korrake mõõtmisi sarnaselt eelmise mõõtmise metoodikale. Valige kolm testvärvi ja sooritage esmased mõõtmised, ilma pindu hõõglambiga soojendamata. Seejärel hakake pindu soojendama ning mõõtke tulemused sarnaselt esimesele katseosale
Seejuures mitmed varem lahendamatuiks peetud probleemid on kõrvaldatud, kuid nende asemele on ilmunud uued. Universumit kirjeldavateks algsuurusteks on alghetk (5,4x1ft44 s), algpikkus(1,6x1033 cm), algtihedus (5,2x1093 g/cm3),osakeste maksimaalne seisumass (2,2x1ft5 g) ja vastav seisuenergia (2x1016 ergi). Kasutades lisaks veel termodünaamika aluseks olevat Boltzmanni konstanti, saame ka sellistele energiatele vastava ülikõrge algtemperatuuri (1 ,4x 1032 K). Viimasest suurusest saab ligikaudu hinnata temperatuuri käiku paisuvas Universumis ja niiviisi ka selle väärtust praegu. Täpse väärtuse temperatuurile Universumis käesoleval hetkel saab aga vaid mõõtes kosmoloogilist reliktkiirgust, mis avaldub vaatlustes ülimalt ühtlase ürgtekkelise kiirgusfoonina (lainepikkus vahemikus 1mm-10cm) ja vastab musta keha kiirgusele temperatuuril 2,7 K. Kiirgusfooni avastasid 1965 Arno Penzias ja Robert Wilson, kes said
soojuskiirgus, kus energia levib elektromagnetlainete kiirgamise ja neelamise tõttu. Energiahulka, mida keha soojusvahetuse teel saab või ära annab, nim soojushulgaks (tähistatakse Q, mõõtühikuks on dzaul (J)). Soojushulga arvutamiseks kasutatakse valemit: Q = cmT , kus Q on ülekantud J soojushulk (J), c on erisoojus ( kg K ) ja T on temperatuuri muut (lõpp ja algtemperatuuri vahe). 17.Sulamine ja tahknemine (seletus ja valem) Sulamine on aine faasi muutumise protsess, kus tahke aine muutub kuumutamisel vedelikuks. Temperatuuri, kus sulamine toimub, nimetataksesulamistemperatuuriks. Vastupidine protsess sulamisele on tahkumine, kus vedelik muutub tagasi tahkiseks. Temperatuur, kus toimub sulamine ja tahkumine, on üldiselt samad. Aine sulatamiseks on vaja kulutada energiat ning aine tahkumisel eraldub energia vastavalt funktsioonile
Tingimusel =1, st p2= p1 on voolukiirus loomulikult null, =0 puhul aga maksimaalne (115) : maks = 2k/(k-1) R1T1 Joonis 24. Gaasi voolamiskiiruse olenevus rõhkude suhtest = p2/p1. Praktiliselt ammu enne maksimaalse kiiruse saavutamist alaneb gaasi temperatuur sedavõrd, et gaas hakkab kondenseeruma, muutudes vedelikuks. Seetõttu saavutavad maksimaalse kiiruse kõrgel temperatuuril ainult need gaasid, millel on madal kondensatsioonitemperatuur (vesinik, heelium) kõrge algtemperatuuri puhul. 0,5-st suuremate väärtustel (>0,5) täheldatakse kõvera painet. Paindekoht vastab voolamise kriitilisele kiirusele. Voolamise kriitilist kiirust saab arvutada kui paneme krit väärtuse võrrandist (118) kiiruse valemisse (114) krit = [2k/(k+1)] R1T1 (120) 7.5. Laval´i düüs. Eelnevalt kirjutasime, et praktiliselt on võimatu saavutada teoreetilist maksimaalset
Rõhku kondensaatoris piirab peamiselt jahutusagensi temperatuur. 22. Auru parameetrite mõju Rankine’i ringprotsessi termilisele kasutegurile. Rankine’i ringprotsessi termiline kasutegur sõltub isoentroopsest entalpialangust Δh aurujõumasinas, jõumasinasse siseneva auru entalpiast h1, kondensaatorist väljuva vee entalpiast h´2 ja pumba tarbitavast tööst lp. Enamik loetletud suurustest on sõltuvuses auru parameetritest jõumasinasse sisenemisel ja sealt väljumisel. Nii auru algtemperatuuri kui ka algrõhu mõju jõuseadme termilisele kasutegurile on erisugustele termodünaamilistele kehadele (ainetele) erinev. Seepärast sõltub Rankine’i ringprotsessi termiline kasutegur, erinevalt Carnot’ ringprotsessi omast, seadmes kasutatava aine omadustest. 23. Tagastamatu Rankine’i ringprotsess. Tegelik Rankine’i ringprotsess aurujõuseadmes on tagastamatu ja selle põhjus on eelkõige auru
33. Maa tuum, selle keemiline koostis ja jaotumine sise- ja välistuumaks. Maal on vedel välistuum ja tahke, kuid vedelale lähedases olekus sisetuum. Tahke sisetuum koosneb peamiselt rauast, Ni, S,hapnik. VULKAANIPURSKED Kõigile vulkaanipursetele eelneb 2 staadiumit: (1) kivimimassi ülessulamine kümneid kilomeetreid maapinnast allpool (magma teke); (2) magma liikumine maapinnale. Esimene staadium määrab magma koostise (järelikult ka viskoossuse) ja algtemperatuuri, mõjutades viskoossuse kaudu purske iseloomu, teine purske tugevuse ja aja. (Meeldetuletus: magmade tüübid sõltuvalt ränioksiidi sisaldusest ja viskoossusest.) Magmade temperatuur: 6OO...125O°C. Magmas lahustunud gaaside ja veeauru sisaldus on tähtis purske iseloomu seisukohalt. Basaltses magmas on võrreldes teistega vähem lahustunud gaase. (Terminoloogia, vulkaanide tüübid: vajaduse korral vt. üldgeoloogia, tektoonika kursus.)
Koguses 0,002-0,006 % suurendab boor läbikarastuvust. Arvatakse, et siis boor kontsentreerub austeniiditerade piiridel ja sellega takistab perliidi tekkimist. Suuremal kontsentratsioonil boor enam ei lahustu täiesti austeniidis, moodustab iseseisvad ühendid - boriidid, mis soodustavad perliidi teket, ja sellega vähendab läbikarastuvust. Legeerelementide mõju martensiitmuutusele. Suurem osa legeerelementidest alandab martensiitmuutuse algtemperatuuri ja sellega suurendab jääkausteniidi kogust, mis fikseeritakse terases peale karastamist. Näiteks 5 % mangaani puhul ei saa karastamisega üldse fikseerida martensiitstruktuuri ja teras jääb austeniitseks ka peale karastamist. Räni ei muuda martensiiditekke temperatuuri, koobalt ja alumiinium aga suurendavad seda. Oluliseks on legeerimise mõju terasuurusele, kuna sellest sõltuvad terase väsimus- ja dünaamilised omadused. Karbiide
Leian 1m3 õhu mahu uutel tingimustel: V1õhk=Võhk*T2*P1/T1*P2. Leian maksimaalse võimaliku vee sisalduse uutel tingimustel: V2aur=Paurküll*V1õhk*P1/P2*P0, V22aur=V2aur*P2*T0/P0*T2. M2H2O=V22aur*M/V0. Kondensaadi mass: m=m1aur-m2H2O. Rõhk ei muutu, alaneb temperatuur: Ptegelik=Pküll(algtemperatuuril)*RH/100. Seejärel minnakse tegelikust veeauru rõhust üle veeauru mahule kasutades valemit: Vaur=Ptegelik*Võhk/Püld, sellest saab arvutada vee massi algtemperatuuri juures 1m3 õhus. m1=Vaur*1atm*T0*M/1atm*Talg*Vm. Õhu mahu muutumine temperatuuri muutumisel: V2=Ts*V1/T1. Pärast seda leitakse veeauru maht lõpptemperatuuril, leitud õhu mahus. Vaur=Pküll(lõpptemp)*V2/Püld. Sellest leitakse veeauru mass. Lõpuks leitakse veeauru kondensaadi mass m1- m2=mH2O.Temperatuur ei muutu, suureneb rõhk: Ptegelik=Pküll*RH/10, veeauru osarõhu suuruse saab leida valemiga: PH2Okompr=Püldkompr*PH2Otegelik/Püld
annaabi.ee 
