KOOLIFÜÜSIKA: SOOJUS 2 (kaugõppele) 5. TERMODÜNAAMIKA ALUSED 5.1 Termodünaamika I seadus Termodünaamika I seadus annab seose kehale antava soojushulga, keha siseenergia ja paisumistöö vahel Q = U + A , kus Q on juurdeantav soojushulk, U siseenergia muut ja A paisumistöö. Juhul kui keha saab väljastpoolt mingi soojushulga, on Q positiivne ( Q > 0), juhul kui keha annab ära mingi soojushulga, on Q negatiivne ( Q < 0). Juhul kui keha teeb paisumisel (kasulikku) tööd, on A positiivne ( A > 0), juhul kui aga keha kokkusurumiseks tehakse (välist) tööd, on A negatiivne ( A < 0). Keha siseenergia on molekulide soojusliikumise summaarne kineetiline energia ja molekulide vastastikmõju potentsiaalse energia summa, ideaalse gaasi korral aga
Soojusnähtused. 1. Siseenergia olemus ja selle muutmise viisid: Siseenergia – keha molekulide kineetilise ja nende vahelise vastastikmõju potentsiaalse energia summa a. Soojusülekande teel – Q=∆U (∆U – siseenergia muut) (Q – soojushulk – iseloomustab soojusvahetuse teel ülekantud energia hulka) Soojendamine – Q>0 ∆U>0 Jahutamine – Q<0 ∆U<0 Soojusjuhtivus – soojusenergia kandumine kuumemalt kehalt külmemale kehale aineosakeste vastasmõju tagajärjel (metallid) Konvektsioon – aine liikumisega kaasnev soojuse levimine vedelikus või gaasis Soojuskiirgus – soojuse levimine kehade poolt kiiratava, temperatuurist sõltuva elektromagnetkiirguse mõjul b
Termodünaamika kirjeldab ainete omadusi ilma aine siseehitusse tungimata, kasutades makroparameetreid (ainehulk) on termodünaamika aluseks printsiibid, I printsiip süsteemile juurde antev soojushulk kulub süsteemi siseenergia suurendamiseks ja mehaaniliseks tööks, mida tehakse välisjõudude vastu (paisumine), II printsiip suletud süsteemi soojusliku protsessi tulemusena entriipia kasvab, temp väheneb (soojus ülekanne ei saa iseenesest toimuda külmemalt kehalt soojemale), siseenergia moodustub molekulide kineetilisest ja potensiaalsest energiast (olek, temp), soojusülekanne siseenergia levimine ühelt kehalt teisele, liigid: soojusjuhtivus soojusülekanne, kus energia levib ühelt aineosakeselt teisele molekulivaheliste põrgete tõttu, ilma, et aine ümber paikneks, soojuskiirgus soojuskiirgus, kus energia levib elektromagnetlainete kiirgamise ja neelamise tõttu, toimub ka vaakumis, kuna ainet pole vaja, konvektsioon soojusülekanne, kus energia
· V(ruumala) konsentratsioon) Kui üht olekuparameetrit. · T(abs. Temperatuur) · v(molekulide muuta, siis muutub vhmlt · (tihedus) keskmine kiirus veel üks ja seega ka olek. Molekul- molekulaarfüüsikas vähim osake, millest ained koosnevad ja mis on pidevas kaootilises liikumises Temperatuur- iseloomustab keha soojuslikku seisundit; molekulide liikumise keskmise kineetilise energia ja siseenergia mõõt (t) Absoluutne temperatuur- temperatuur Kelvini skaalal (T) Absoluutne nulltemperatuur- temperatuur, mille saavutamisel molekulid lakkavad liikumast Ideaalne gaas- lihtsaim mudel gaasi kirjeldamiseks, milles ei arvestata molekulide mõõtmeid ja vastastikmõju Mool- ainehulk, mis sisaldab Avogadro arvuga võrdse arvu molekule või aatomeid (mol) Avogadro arv- aatomite või molekulide arv ühes moolis aines (N A) Molaarmass- ühe mooli aine mass (M)
Termodünaamika KT 1) Kuidas käsitleb ainet termodünaamika ja milliseid parameetreid see kasutab? Temodünaamika ei eelda aine koosnemist aatomitest ega molekulidest. Kasutab makroparameetreid (keha mass, rõhk, ruumala, temp., tihedus). 2) Millistele probleemidele annab vastuse termodünaamika? Termodünaamika seletab, mis on keha siseenergia ja kuidas see muutub. 3) Millistele printsiipidele tugineb termodünaamika? I printsiip siseenergia ja selle muundamine tööks (energia ei teki ega kao niisama). II printsiip soojus ei saa iseenesest üle minna külmalt kuumemale. III printsiip entroopia kasvab suletud süsteemis toimuvate soojuslike protsesside käigus. 4) Millest sõltub gaasi kui termodünaamilise süsteemi siseenergia. Siseenergia tähis, ühik? Siseenergia on keha molekulide kineetilise ja potentsiaalse energia summa. Sõltub gaasi rõhust ja ruumalast. Tähis U. Ühik J.
Termodünaamika KT 1) Kuidas käsitleb ainet termodünaamika ja milliseid parameetreid see kasutab? Temodünaamika ei eelda aine koosnemist aatomitest ega molekulidest. Kasutab makroparameetreid (keha mass, rõhk, ruumala, temp., tihedus). 2) Millistele probleemidele annab vastuse termodünaamika? Termodünaamika seletab, mis on keha siseenergia ja kuidas see muutub. 3) Millistele printsiipidele tugineb termodünaamika? I printsiip – siseenergia ja selle muundamine tööks (energia ei teki ega kao niisama). II printsiip – soojus ei saa iseenesest üle minna külmalt kuumemale. III printsiip – entroopia kasvab suletud süsteemis toimuvate soojuslike protsesside käigus. 4) Millest sõltub gaasi kui termodünaamilise süsteemi siseenergia. Siseenergia tähis, ühik? Siseenergia on keha molekulide kineetilise ja potentsiaalse energia summa. Sõltub gaasi rõhust ja ruumalast. Tähis U. Ühik J.
Termodünaamika · Termodünaamika käsitleb soojusülekannet ja soojuse muundumist tööks · Termodünaamika tegeleb igasugust kütust tarbivate masinate konstrueerimise üldiste seaduspärasustega. · Termodünaamika on makrokäsitlus. Seepärast on kasutusel makroparameetrid p, V, T, Q, U, m. · Termodünaamika põhineb kahele printsiibile need on TD I ja II printsiip Ideaalse gaasi siseenergia ·Siseenergia on keha molekulide soojusliikumise keskmise kineetilise energia ning molekulidevahelise vastasmõju potentsiaalse energia summa. E = Ekin + Epot . ·Ideaalse gaasi puhul potentsiaalset energiat ei ole, seega siseenergia sõltub vaid kineetilisest energiast. ·Kineetiline energia sõltub temperatuurist. Seega Keha siseenergia sõltub keha temperatuurist. Keha temperatuuri muutmise viisid Keha temperatuuri,seega ka siseenergiat, saab muuta kahel viisil 1
Siseenergiaks nimetatakse keha molekulide kineetilise ja potentsiaalse energia summat. Siseenergia levimist ühelt kehalt teisele nimetatakse soojusülekandeks. Soojusülekandes levib siseenergia soojemalt kehalt või kehaosalt külmemale. Seejuures soojema keha siseenergia väheneb ja külmema keha siseenergia suureneb. Soojusülekanne kestab seni, kuni kehade temperatuurid saavad võrdseks. Sel juhul öeldakse, et on saabunud termodünaamiline tasakaal. Soojusülekannet liigitatakse siseenergia ülekande viiside alusel soojusjuhtivuseks, konvektsiooniks ja soojuskiirguseks. Soojusjuhtivuseks nimetatakse soojusülekannet, kus energia levib ühelt aine osalt teisele molekulidevaheliste põrgete tõttu, ilma et aine ümber paikneks. Konvektsiooniks nimetatakse soojusülekannet, kus energia levib gaasi- või vedeliku liikumise tõttu. Soojuskiirguseks nimetatakse soojusülekannet, kus energia levib elektromagnetlainete kiirgamise ja neelamise tõttu.
TERMODÜNAAMIKA 1. Tuletada ideaalse gaasi siseenergia valem ja sõnastada lõpptulemus. m0 v 2 3 U = NE k = N = kTN Ideaalse gaasi siseenergia ei sõltub ainult temperatuurist ning ei sõltu gaasi 2 2 ruumalast ega rõhust. 2. Kirjuta energia jäävuse seaduse üldine sõnastus. Energia ei teki ega kao, ta võib vaid muunduda ühest liigist teise ning kanduda ühelt kehalt teisele. 3. Tuletada ideaalse gaasi poolt tehtava töö seos gaasi ruumala isobaarilisel muutumisel. Gaas saab teha tööd siseenergia arvelt. Olgu kolvis oleva gaasi rõhk p ning selle ristlõikepindala S. Leiame
Termodünaamika alused Siseenergiaks nim. keha molekulide kineetilise ja potentsiaalse energia summat. Siseenergia levimist ühelt kehalt teisele nim. soojusülekandeks. Soojusülekandes levib siseenergia soojemalt kehalt või kehaosalt külmemale. Seejuures soojema keha siseenergia väheneb ja külmema keha siseenergia suureneb. Soojusülekanne kestab seni, kuni kehade temp. saavad võrdseks. Soojusülekande liigutus: ¤Soojusjuhtivuseks nim. soojusülekannet, kus energia levib ühelt aineosakeselt teisele molekulidevaheliste põrgete tõttu, ilma et aine ümber paikneks. ¤Konvektsiooniks nim. soojusülekannet, kus energia levib gaasi-või vedeliku liikumise tõttu. ¤Soojuskiirguseks nim. soojusülekannet, kus energia levib elektromagnetlainete kiirgamise ja neelamise tõttu.
TEHNILINE TERMODÜNAAMIKA SISSEJUHATUS Termodünaamika on teadus energiate vastastikustest seostest ja muundumistest, kus üheks komponendiks on soojus. Tehniline termodünaamika on eelmainitu alaliigiks, mis uurib soojuse ja mehaanilise töö vastastikuseid seoseid. Tehniline termodünaamika annab alused soojustehniliste seadmete ja aparaatide (näiteks katelseadmete, gaasiturbiinide, sisepõlemismootorite, kompressorite, reaktiivmootorite, soojusvahetusseadmete, kuivatite jne.) arvutamiseks ja projekteerimiseks. Tehniline termodünaamika nagu termodünaamika üldse tugineb kahele põhiseadusele. Termodünaamika esimene seadus on energia jäävuse seadus, rakendatuna soojuslikele protsessidele, teine seadus aga määrab kindlaks vahekorra olemasoleva soojuse ja temast
Soojusmasin, sisepõlemismootor, auruturbiin ja külmik Soojusmasin Soojusmasin muundab soojushulga mehaaniliseks tööks. esimeseks soojusmasinaks aurumasin kasutati kaevandustest vee väljapumpamiseks ja õhutamiseks (17. saj) hiljem kasutati ka jõumasinana transpordis, auruvedurites ja aurulaevades Tööpõhimõte Koosneb alati kolmest põhiosast: soojendi, töötav keha ja jahuti Töötavale kehale, milleks on tavaliselt gaas, antakse soojendist soojushulk Q1. Gaas teeb paisudes mehaanilist tööd A. Pideva töö tegemiseks peab töötava keha olek taastuma teatava aja jooksul, milleks tuleb soojendist saadud soojushulgast anda osaQ2 jahutile. Jahu- tiks on ümbritsev keskkond. Tsükkli lõpuks on gaas jälle tavaolekus ja siseenergia muut 0 Termodünaamika esimese seaduse kohaselt on mehaaniline töö gaasi paisumisel A = Q1 Q2 Soojusmasina kasutegur on mehaanilise töö ja
võrra. Suund on vastupidine deformatsiooni põhjustavale jõule e. ,,,, märk Hooke'i seaduses. Hõõrdejõud jõud, mis tekib keha liikumisel mööda pinda, on suunalt vastupidine keha liigutava jõuga. Keha liikumahakkamist takistab seisuhõõrdejõud. Liugehõõrdejõud Hõõrdumise põhjused: 1) Pindade konarused 2) Kehade aineosakestevahelised tõmbejõud Hõõrdumise ületamiseks tehtav töö kulub kehade siseenergia suurendamiseks (kehade soojendamiseks) Üleslõkkejõud vedelikku sukeldatud kehale mõjuv jõud, mis on võrdne keha poolt väljatõrjutud vedelikule mõjuva raskusjõuga. Archimedese seadus: (Va < V) keha ujub (Va = V) keha heljub (Va > V) keha upub Impulss e liikumishulk keha massi ja kiiruse korrutis; vektoriaalne suurus, mille suund ühtib kiirusvektori suunaga.
11. klassi füüsika: Termodünaamika alused 1. Mis on termodünaamika (TD)? Termodünaamiks on soojusnähtuste makrokäsitlus, nii et siin ei eeldata teadmisi molekulidest. Termodünaamika aluseks on kaks printsiipi: termodünaamika 1.printsiip väljendab energia jäävust ja 2.printsiip väljendab asjaolu, et kõik iseenesest kulgevad protsessid toimuvad kindlas suunas. Neid printsiipe ei ole võimalik teoreetiliselt tõestada ega tuletada, nad on avastatud suure hulga vaatlus- ja katseandmete üldistamisel. Termodünaamika kasutab tervet rida makroparameetreid: a) Rõhk p b) Ruumala V c) Absoluutne temperatuur T d) Keha mass m e) Siseenergia U f) Soojushulk Q
Füüsika 10. klassile _____________________________________________________________________ Molekulaarfüüsika - ja termodünaamika alused Ettevalmistus kontrolltööks 1. Missugustel väidetel põhineb molekulaarkineetiline teooria? · Aine koosneb molekulidest · Osakesed on pidevas liikumises · Osakestele mõjuvad tõmbe- või tõukejõud 2. Mis on soojusliikumine? Molekulide, aatomite ja elektronide korrapäratut liikumist nimetatakse soojusliikumiseks. 3. Miks muutub molekulide kineetiline energia?
pidevas korrapäratus liikumises. 3) Osakeste vahel mõjuvad väikestel kaugustel nii tõmbe- kui ka tõukejõud. · Soojusliikumine aineosakeste pidev korrapäratu liikumine, mille iseloom sõltub aine agregaatolekust. · Ainehulk () 1 mool on ainehulk, milles on Avogadro arv (NA = 6, 02 · 1023 1/mol) molekule. · Molaarmass () 1 mooli antud aine mass (kg/mol). · Molekulmass (m0) ühe molekuli mass. m0 = M / NA. · Ideaalne gaas gaas, mille molekulide mõõtmeid pole vaja arvestada ja mille molekulidevaheline vastastikmõju on tähtsusetult väike. · Rõhk on arvuliselt võrdne pinnaühikule risti mõjuva jõuga. p = F / S [Pa = N / m2]. · Gaasi rõhk on tingitud gaasimolekulide põrgetest vastu anuma seinu. p = 1/3m0nv2. m0 molekuli mass; n molekulide kontsentratsioon; v2 molekulide kiiruste ruutude keskväärtus.
FÜÜSIKA KONTROLLTÖÖ KORDAMISKÜSIMUSTE VASTUSED. SOOJUSÕPETUS -Absoluutne temperatuuriskaala ehk Kelvini temperatuuriskaala. 0 K = 273 ehk 0 K on absoluutne nullpunkt. Selle temperatuuriskaala järgi võib temperatuur olla ainult positiivne. Kelvini temperatuuriskaalat nimetatakse ka termodünaamiliseks temperatuuriskaalaks, sest selle jaotuvuse aluseks on termodünaamika II printsiip. -Gaasi olekuvõrrandid kus M on gaasi molaarmass m on gaasi kogus T on absoluutne temperatuur p on rõhk R on 8,31 -Isoprotsessid (nimetused, olekuvõrrandi erikujud) ISOTERMILINE protsess T = const T=T1=T2 Graafikuks on parabool ISOBAARILINE protsess p=const Graafikuks on sirge ISOHOORILINE protsess V=const Graafikuks on sirge -Siseenergia definitsioon, siseenergia muutmise võimalused
Füüsika 1)Sõnasta termodünaamika I seadus + valem. Süsteemi siseenergia muut süsteemi üleminekul ühest olekust teise võrdub välisjõudude töö ja süsteemile antud soojushulga summaga. U=A+Q [U=siseenergia muut(J) ; A=Välisjõudude töö (J); Q=Süsteemile antud soojushulk] 2)Kuidas arvutada soojushulka? *Q=Km -> kütuse kütteväärtus [K=kütteväärtus J/kg0C;Q=Soojushulk J, kütuse mass kg] *Q=m -> sulamine [Q= soojushulk J; m=mass kg, =sulmaissoojus J/kg] *Q=Lm -> aurustumine [Q=soojushulk J; m=mass kg; L=aurustumissoojus J/kg] *Q=cm(t2-t1) ->soojenemine ja jahtumine [Q=soojushulk J, c=erisoojus J/kg0C, m=mass kg] 3)Defineeri erisoojus. Füüsikalist suurust, mis näitab milline soojushulk on vajalik mingi aine 1 kilogrammi temperatuuri tõstmiseks 10C võrra nimetatakse erisoojuseks. 4)Defineeri sulamissoojus.
seadus)....................................................................................................................................................4 8.Mehaaniline töö e.(mahumuutuse töö), arvutamine (valem) ja kujutamine olekudiagrammil...........5 9.Tehniline töö e.(rõhumuutuse töö), arvutamine (valem) ja kujutamine olekudiagrammil.................5 10.Siseenergia ja soojuse mõiste (kuidas leitakse siseenergia, muutuse määramine protsessis)...........5 11.Termodünaamika esimene seadus (sõnastus ja matemaatiline avaldis)........................................... 6 12.Entroopia mõiste ja TS-diagramm....................................................................................................6 13.Soojushulga määramine entroopia abil (Soojushulga kujutamine TS-diagrammil).........................7 14
Sellelt lingilt saab tõmmata Arvo otsa soojustehnika raamatu. http://digi.lib.ttu.ee/i/?967 Faili lõpus on eksami näide, mida tunnis vaadati. 1. Termodünaamika põhimõisted, termodünaamiline süsteem, termodünaamiline keha jatermodünaamilised olekuparameetrid. Termodünaamiline süsteem. Nimetus „termodünaamika” hõlmab see mõiste kõik nähtused mis kaasnevad energiaga ja energia muundusega. Jaguneb füüsikaline, keemiline ja tehniline termodünaamika. Tehniline termodünaamika käsitleb ainult mehaanilise töö ja soojuse vastastikuseid seoseid. Termodünaamiline süsteem on kehade kogu, mis võivad olla nii omavahel kui ka väliskeskkonnaga energeetilises vastasmõjus. Väliskeskkond on termodünaamilist süsteemi ümbritsev suure energia mahtuvusega keskkond, mille teatud olekuparameetrid (T, p jne.) ei muutu, kui süsteem mõjutab teda soojuslikul, mehaanilisel või mõnel muul viisil. Termodünaamilise süsteemi üks lihtne näide on
Termodünaamika lühikonspekt Soojusjuhtivuse põhiseadus: Mida rohkem temperatuur mingis suunas muutub ,seda rohkem soojus selles suunas levib. Difusiooniks nimetatakse mingit tüüpi osakeste liikumist sealt, kus neid on palju, ära sinna, kus neid on vähem (kontsentratsiooni vähenemise suunas). Termodünaamika (TD) uurib soojusnähtusi, tundmata huvi nende põhjuse vastu mikrotasemel. Ta uurib eelkõige tingimusi, millel soojus võib minna ühelt kehalt teisele. Kaks keha (ainekogust) on termodünaamilises tasakaalus, kui soojus ühelt teisele ei lähe (ehkki võiks minna). Kui kaks keha on TD tasakaalus, siis on neil sama temperatuur. Soojusmasin on 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 .
kindla objekti, oleku või protsessi. Makroparameetrid on füüsikalised suurused, mida kasutatakse ainekoguse kui terviku kirjeldamisel. Nendeks on näiteks ainekoguse mass, rõhk, ruumala, temperatuur. Mikroparameetrid on füüsikalised suurused, mida kasutatakse aine üksiku molekuli kirjeldamisel. Nendeks onnäiteks molekuli mass, molekuli kiirus. Soojusnähtusi seletatakse molekulaarkineetilise teooria või termodünaamika abil. Esimene kasutab peamiselt mikroparameetreid, teine makroparameetreid. Molekulaarkineetilise teooria põhialused põhinevad kolmel väitel: a) Aine koosneb molekulidest. b) Osakesed on pidevas liikumises. c) Osakesed mõjutavad üksteist tõmbe- ja tõukejõududega. Kauguse suurenedes osakeste vahel saavad õlekaalu tõmbejõud, kauguse üleliigsel vähenemisel aga tõukejõud. Soojusnähtuste aluseks olevate mikroosakeste (molekulide, aatomite, elektronide)
Soojustehnika eksamiküsimused. Aroni nägemus soojuse eksamist, ei vastuta õigsuse eest ja osad joonised ja asjad puudu ka. 1. Mida käsitleb soojustehnika ja termodünaamika ? Soojusthenika teadusharu, mis käsitleb kõiki soojusega seotud nähtusi, kusjuures on rakendusteadus. Alused rajanevad termodünaamikal ja soojuslevil. ST tegeleb soojuse tootmise ja transportimisprotsessidega, samuti jahutusprotsessidega külmutustehnika. Termodünaamika Teadus mis tegeleb erinevate energialiikide vastastikuste muundumistega (hõlmab keemilisi, füüsikalisi, mehaanilisi, sooojuslike ning elektromagneetilisi nähtusi) 2. Energia mõiste ja mõõtühikud?
Soojustehnika eksamiküsimused. Aroni nägemus soojuse eksamist, ei vastuta õigsuse eest ja osad joonised ja asjad puudu ka. 1. Mida käsitleb soojustehnika ja termodünaamika ? Soojusthenika teadusharu, mis käsitleb kõiki soojusega seotud nähtusi, kusjuures on rakendusteadus. Alused rajanevad termodünaamikal ja soojuslevil. ST tegeleb soojuse tootmise ja transportimisprotsessidega, samuti jahutusprotsessidega külmutustehnika. Termodünaamika Teadus mis tegeleb erinevate energialiikide vastastikuste muundumistega (hõlmab keemilisi, füüsikalisi, mehaanilisi, sooojuslike ning elektromagneetilisi nähtusi) 2. Energia mõiste ja mõõtühikud?
(soojuse tootmiseks) A = U*I*t Võimsus (N) (ühik vatt (W) -näitab töö tegemise kiirust ja palju tööd tehakse ajaühikus N = A/t N= U*I N= I2R (välistakistus) N= I2r (sisetakistus) 15 Elektrienergiat mõõdetakse kWh = 3,6 × 106 J Elektrienergia Eestis maksab 5,00 senti /kwh ? 16 Joule’i – Lenzi seadus - elektrivoolu toimel eralduv soojushulk (Q) on võrdeline voolutgevuse ruuduga, takistusega ja voolu kestvusega Q = I2*R*t (ühik J (džaul) 17 Elektrivool vedelikes - vabad laengu kandjad (laetud oskased) ioonid Elektrolüüt - keemilineühend, mille lagunemisel saavad tekkida erimärgilised ioonid või keemilised rühmad 18 Galvano tehnika - meetod, kus elektrolüüsi käigus kaetakse esemed metalli kihiga Galvanosteegia - metallesmete katmine teise metalli õhukese kihiga
Tallinna Ülikool Matemaatika ja Loodusteaduste Instituut Loodusteaduste osakond Soojusõpetuse lühikonspekt Tõnu Laas 2009-2010 2 Sisukord Sissejuhatus. Soojusõpetuse kaks erinevat käsitlusviisi.......................................................................3 I Molekulaarfüüsika ja termodünaamika..............................................................................................4 1.1.Molekulide mass ja mõõtmed....................................................................................................4 1.2. Süsteemi olek. Protsess. Tasakaaluline protsess.......................................................................4 1.3. Termodünaamika I printsiip.....................................................................................................
Parameetreid jaotatakse makro- ja mikroparameetriteks. Termodünaamika käsitleb kehade kogumeid, mis on soojuslikus kontaktis, st saab toimuda soojusvahetus. Neid kogumeid nimetatakse termodünaamilisteks süsteemideks. Kui süsteemi parameetrid muutuvad, siis süsteem läheb ühest olekust teise, st süsteemi parameetrid muutuvad. Sellist üleminekut nimetatakse protsessiks. Ajalooliselt on vanimtermodünaamika ja sellepärast alustamegi sellest. 4.1. Termodünaamika Termodünaamika kasutab nähtuste kirjeldamiseks makroparameetreid, milleks on füüsikalised suurused, mida kasutatakse ainekoguse kui terviku soojusliku oleku kirjeldamisel. Nendeks on suurused, mida on võimalik hõlpsasti mõõta, näiteks ainekoguse mass, rõhk, ruumala, temperatuur . Suurusi rõhk, ruumala ja temperatuur nimetatakse ka olekuparameetriteks. Olek ei tähenda siin mitte agregaatolekut, vaid ainekoguse seisundit, mis on määratud olekuparameetrite p, V ja T konkreetsete
Termodünaamika on teadus erinevate energialiikide muutus S= S2- S1 = s1s2 dQ/ T [J/(kg*K)]. Entroopia on vastastikustest muundumistest. Termodünaamika hõlmab ekstensiivne suurus. Entroopia kui olekufunktsiooni väärtuse mehaanilisi, soojuslike, elektrilisi, keemilisi, elektromagnetilisi ja määravad kaks meelevaldset olekuparameetrit. Gaasi entroopia muid nähtuseid. Tehnilise termodünaamika põhi ülesanne on väärtus normaaltingimustel loetakse nulliks. teoreetiliste aluste loomine, soojusmootorite, soojusjõu seadmete, soojus transformaatoritele. 4. Isohooriline protsessiks nim. sellist protsessi, kus Termodünaamilise süsteemi all mõistetakse kehade kogu, termodünaamilise süsteemi soojuslikul mõjutamisel selle maht mis võivad olla nii omavahel kui ka väliskeskkonnaga ei muutu
olevate kehade massiga või osakeste arvuga. Nt. maht, energia, entroopia, entalpia. Parameetreid, mille kaudu iseloomustatakse soojuse ja töö vastastikust muundumist, nim. termilisteks olekuparameetriteks. Termodünaamilise keha termilisteks olekuparameetriteks on erimaht (tihedus), rõhk ja temp. Soojuslikeks oleku-parameetriteks on aga suurused, mis iseloomustavad termodünaamilise süst. energeetilist olukorda. Nendeks on: siseenergia u,[J/kg]; entalpia h,[J/kg]; entroopia s,[J/kg]. Sõltumatud olekuparameetrid on: 1.Erimaht(keha massiühiku maht) v=1/, [m3/kg]. 2. Tihedus(on erimahu pöördväärtus) =M/V=1/v, [kg/m3].3. Rõhk (pinnaühikule normaalisihis mõjuv jõud) p [N/m2,Pa]. 4.Temperatuur(iseloomustab antud keha kuumenemise astet mingi teise keha suhtes ja määrab nendevahelise soojusvoo suuna). Soojus ja töö. Energia ülekanne töö vormis- on seotud kehade ümberpaiknemisega ruumis või süsteemiväliste
SOOJUSÕPETUS Pascali seadus Vedelikule ja gaasile avaldatav rõhk antakse muutusteta edasi vedeliku või gaasi igasse puntki. Rõhk vedelikus p gh p vedeliku rõhk sügavusel h, g raskuskiirendus, vedeliku tihedus Üleslükkejõud F gV p vedeliku või gaasi tihedus, V keha poolt väljatõrjutud ruumala I. Termodünaamika Ideaalse gaasi m J olekuvõrrand pV RT m gaasi mass, M gaasi molaarmass, R universaalne gaasikonstant R 8,31
Siseenergia on aineosakeste energia(nii aineosakeste kineetiline kui ka potentsiaalne energia). U= 3/2 ·m/M ·R·T. (U-siseenergia, 1J; m-mass, 1kg; M-molaarmass; R-gaasi universaalkonstant; T-temp, 1K; R=8,31J/mol·K) Siseenergia muutmise kaks viisi: 1)mehaanilist tööd tehes(nt. hõõrumine, tagumine, muljumine), 2)soojusülekanne(lusikas kuuma tee sees, saunas käimine). Soojusjuhtivus levib energia kandub osakeselt osakesele põrkumise teel, (nt. lusikas kuuma vette, raudnael lõkkel). Konvektsioon levib soojus levib ühelt kehalt teisele liikuva ainega (nt. õhu ringlus toas, tuule liikumine, tõmme korstnas). Soojuskiirgus levib energia levib kiirguse teel, (nt. päikese kiirgus, lõkke soojuskiirte abil)
kg* mruudus/sruudus 4. Jõumoment 5. Ainehulk , 1mol. Antud keha molekulide arvu ja Avogadro arvu suhe. Võib defineerida ka kui aine massi ja mollarmassi jagatisena. =N/NA=m/M (N-osakeste arv, NA-Avogardo arv 6.02*1023 1mol, m-aine mass 1kg, M-molaarmass 1kg/mol. 6. Pindpinevus 7. Massiühik 8. Võnkumise liigitus 9. TD I seadus Põhineb energia jäävuse seadusel. Süsteemile juurdeantav soojushulk kulub siseenergia suurendamiseks ja mehaaniliseks tööks, mis tehakse välisjõudude vastu: Q=U+A (Q-juurdeantav soojushulk 1J, U-siseeenergia muut 1J, A-välisjõudude vastu tehtud töö 1J) 10. Ülesanded 2.9 Antud: t=5s; v0=20m/s; v=10m/s; m=3,5t=3,5*109 Leida: a=?; F=? Lahendus: a=(v- v0)/t=(10-20)/5=-2(m/s); F=ma=3,5*109*(-2)=-7*103N 6.8
selleks, et teha mehhaanilist tööd. Soojusmasinad töötavad tsüklitena, mille lõppedes on soojusmasin esialgses olekus, et alustada uut tsüklit. Soojusmasinad teevad inimeste eest ära palju tööd ja nad hoiavad kokku meie aega. Samuti teevad soojusmasinad ära palju rohkem tööd kui ükski inimene seda suudaks. Energiat saadakse põhiliselt kivisöe, nafta ja gaasi põletamisel. Umbes 90% maailma energiatoodangust saadakse sellel teel. Kütuse siseenergia muutmine mehaaniliseks energiaks on tänapäeval üks masinate põhilisi ülesandeid. Kuidas soojusmasin töötab: Soojusmasinas olev aine (vesi, õhk jne) saab soojust kõrgema temperatuuriga reservuaarist, teeb kasulikku tööd ning annab tagasi algolekusse minnes soojust välja. Lühidalt öeldes on soojusmasin seade, mis muudab soojusenergia mehaaniliseks tööks. Masina tööks vajalikku soojust võib saada kütuste põletamisel, päikese- või tuumaenergiast, vulkaanilistes
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
