Pöörlemine ja Võnkumine ei haara kõiki molekule korraga. Algul hakkab pöörlema vaid väike osa molekulidest ... seda seletab kvantmehaanika. Vabadusastmete arv tähendabki sõltumatuid suurusi, mille abil on võimalik süsteemi kirjeldada... 8.Adiabaatiline on protsess, mille puhul ei toimu soojusvahetust ümbritseva keskkonnaga. Tegelikkuses saavad adiabaatilisele lähedased olla ainult kiiresti kulgevad protsessid (kuna soojusvahetus nõuab aega). 9.Clayperoni võrrand: p*Vkm/T = R, mis seob ühe kilomooli ideaalse gaasi parameetrid, kehtib ideaalse gaasi korral normaaltingimustel (temp = 0 0C, p = 1 atm) 10. Ideaalne on gaas, milles igasugune molekulidevaheline interaktsioon puudub, sõltumata nende vahekaugustest. Molekulide mõõtmed ja ruumala loetakse tühiselt väikeseks võrreldes anuma ruumalaga ja jäetakse arvestamata. Molekul liigub vabalt, põrgates vahel kokku anuma seinetga. 11
Et jääva gaasi massi puhul on molekulide arv samuti püsisuurus, nagu Boltzmanni konstanti, siis järelikult gaasi oleku kolm parameetrit on jääva suurusega. Seda seadust nim. gaaside ühendatud seaduseks: kindla gaasimassi puhul on rõhu ja ruumala korrutis, mis jagatud gaasi absoluutse temperatuuriga, jääv suurus selle gaasi igas olekus. Siit järeldub, et kui mingis esialgses olekus on gaasioleku parameetrid p1, V1 ja T1, ja üleminekul teise olekusse on nad p2, V2 ja T2, siis: Clayperoni võrrand: - p1*V1/T1 = p2*V2/T2 Gaaside ühendatud seadus: - p*V/T Normaaltingimused: p = 1,013*105Pa ~ 1 Bar = 105Pa ; T0 = 273,15K V0= p*V*T/p0*T0 Valem kehtib igasuguse gaasi hulga korral. Kui aga rakendada seda seadust ühe mooli puhul, siis tuleb molekulide arv (N) asendada N1-ga. Kuivõrd iga gaasi molekulis on normaaltingimustes ühesugune arv molekule, siis on ka korrutisel k*NA ühesugune väärtus. Seda korrutist nim. universaalseks gaasikonstandiks ja tähistatakse tähega R
Süstemaatiline viga: = 41,18 44,0 = 2,82 Suhteline viga: %= Süsinikdioksiidi molaarmass moolide arvu kaudu: Süsinikdioksiidi molaarmass kasutades Clapeyroni võrrandit (R = 8,314 J/mol· mol): Kokkuvõte Töö ülesandeks oli CO2 molaarmassi määramine erinevaid meetodeid kasutades. Esiteks määrasime molaarmassi kasutades mahu, temperatuuri ja rõhu vahelisi seoseid, teiseks moolide järgi ning kolmandaks Clayperoni võrrandit kasutades. Kõik saadud vastused erinesid teineteisest veidi arvatavasti ümardamisvigade tõttu. 6 Eksperimentaalne töö nr 2 Töö ülesanded ja eesmärk Ülesanne: Metalli (Mg) massi määramine reaktsioonis eralduva gaasi mahu järgi. Mg + 2HCl --> MgCl2 + H2 Eesmärk: Gaasiliste ainete mahu mõõtmine, gaaside segus ja gaasi osarõhk, arvutused
rõhk v-ruumala Isobaariline protsess – protsess, kus temp tõusmisel 10C võrra suureneb gaasi ruumala 1/273 võrra selle gaasi ruumalalt temperatuuril 00C. V1/V2=T1/T2 Isokooriline protsess – protsess, kus temp tõusmisel 10C võrra suureneb iga gaasihulga rõhk 1/273 võrra selle gaasihulga rõhust temperatuuril 00C. p1/p2= T1/T2 12. Ideaalse gaasi olekuvõrrand – Ideaalne gaas on gaas, mille molekulide vahel vastastikuse mõjutuse jõud puuduvad. Clayperoni võrrand e. ideaalse gaasi oleku võrrand : pV=m/μ·RT (R-univ gaasi konst 8,31·103J/kmol·K) m-mass V-ruumala T-Temperatuur(K) μ- gaasimoolimass p-rõhk 13. Molekulaarkineetilise teooria põhivõrrand – gaasi rõhu ja ruumala korrutis on võrdne 2/3 kõikide molekulide keskmise kineetilise energiaga. 14. Ülekandenähtused gaasides - Difusioon(massi ülekandmine) – läbikantava aine mass (dM) on võrdeline tiheduse
% = = 1,13 % 44 Leida süsinikdioksiidi molaarmass, kasutades ka muid lahenduskäike: a)moolide arvu kaudu( V0CO2 nCO2 MCO2) V0 0,294 dm 3 n co2 = = = 0,013 mol 22,4 dm 3 22,4 mol m 0,57 g g M C02 = = = 43,8 n 0,013 mol mol b)Clayperoni võrrandit kasutades: m PV = RT M mRT PV = M J 0,57 g 8,139 K 293,15 K mRT mol g M= = = 42,21 PV 101 kPa 0,319 dm 3 mol Kokkuvõte:
temperatuuriga. =const = Kombineerdes saab V°= kus V° on gaasi maht normaal- või standardtingimustel, P° normaal- või standardtingimustele vastav rõhk , T° normaal- ja standardtingimustele vastav temperatuur kelvinites, P ja T aga rõhk ja temperatuur, mille juures maht V on antud või mõõdetud. Ühe mooli gaasilise aine korral =const=R, kus R universaalne gaasikonstant n mooli gaasi kohta kehtib seos P V = n R T (Clayperoni võrrand) Daltoni seadus. Keemiliselt inaktiivsete gaaside segu üldrõhk võrdub segu moodustavate gaaside osarõhkude summaga. Osarõhk on rõhk, mida avaldaks gaas, kui teisi gaase segus poleks. Gaasi suhteline tihedus on ühe gaasi massi suhe teise gaasi massi samadel tingimustel (V, P, T). Gaasi suhteline tihedus on ühikuta suurus ja näitab, mitu korda on antud gaas teisest raskem või kergem D==
teistele, sh. ka normaal- ja standardtingimustele: kus V0 on gaasi maht normaal- või standardtingimustel, P0 normaal- või standardtingimustele vastav rõhk, T0 normaal- ja standardtingimustele vastav temperatuur kelvinites (mõlemal juhul 273 K), P ja T aga rõhk ja temperatuur, mille juures maht V on antud või mõõdetud. Ühe mooli gaasilise aine korral: PV/T = R , kus R on universaalne gaasikonstant. n mooli gaasi kohta kehtib seos PV = nRT (Clayperoni võrrand) Järgmiste ühikute korral rõhk P [Pa]; mass m [g]; moolide arv n [mol]; maht V [m3]; temperatuur T [K] on universaalse gaasikonstandi väärtus R = 8,314 J/molK. Daltoni seadus. Keemiliselt inaktiivsete gaaside segu üldrõhk võrdub segu moodustavate gaaside osarõhkude summaga. Osarõhk on rõhk, mida avaldaks gaas, kui teisi gaase segus poleks. Näiteks sisaldab õhk mahuliselt 21% hapnikku ja 79% lämmastikku. Kui üldrõhk on 1,0 atm,
Lisaküsimused a ja b a) Kuidas leida süsinikdioksiidi molaarmassi moolide arvu järgi? Kuna süsinikdioksiidi maht on V0 = 0,29 dm3 , siis saab sellest leida moolide arvu lähtudes Avogadro seadusest (kõikide gaaside võrdsed ruumalad sisaldavad ühesugusel temperatuuril ja rõhul võrdse arvu molekule) n= = = mol Moolide arvust arvutame molaarmassi n = = MCO2 = g /0,01326 mol = 41,71 g/mol b) Kuidas leida süsinikdioksiidi molaarmass Clayperoni võrrandiga? m P × V = n × R × T ehk P × V = M ×R×T Kuna meil on olemas ruumala (V0), mass (mCO2), mõõdetud õhurõhk (P) ja temperatuur (T) ning teada on, et universaalne gaasikonstant on R=8,314 J/mol × K, siis saame avaldada molaarmassi MCO2 R × T ×mCO 2 MCO2 = P ×V = Kokkuvõte:
sirget. b) kui võnked on sama sagedusega, kuid faasis nihutatud, siis toimub liikumine mööda ellipsit. c) kui sagedused on erinevad, siis täisarvkordsete sageduste suhete puhul kirjeldavad liitvõnkeid nn Lissajous` kujundid. 4.Isotermiline protsess- on protsess kus konstantsel temperatuuril(t 0) on antud gaasihulga ruumala(V) pöördvõrdeline rõhuga(p) 5.Ideaalse gaasi oleku võrrand- on gaas ,mille molekulide vahel vastastikuse mõjutuse jõud puuduvad. Clayperoni võrrand e ideaalse gaasi oleku võrrand : pV=m/·RT (R-univ gaasi konst 8,31·103J/kmol·K) m-mass V-ruumala T-Temperatuur(K) -gaasimoolimass p-rõhk.
ωt);wnurkkiirus gaasihulga ruumala(V) pöördvõrdeline rõhuga(p) 5.Ideaalse gaasi oleku võrrand- on gaas ,mille molekulide vahel vastastikuse Võnkumiseks nim protsesse,milledel on iseloomulik teatud korduvus .Siinuseliselt v mõjutuse jõud puuduvad. Clayperoni võrrand e ideaalse gaasi oleku võrrand : koosinuseliselt toimuvaid füüsikalisi suurusemuutusi ajas nim harm võnk.H v pV=m/μ·RT (R-univ gaasi konst 8,31·103J/kmol·K) m-mass V-ruumala T- amplituudiks nim keha max hälvet tasakaaluasendist. Võnkuva punkti koguenergia Temperatuur(K) μ-gaasimoolimass p-rõhk. = igal ajahetkel kineetilise energia ja pottesnisaalse summaga. Harmoniline võnkumine on protsess, kus punktmass liigub mööda sirget ning tema asukohta
b) kui võnked on sama sagedusega, kuid faasis nihutatud, siis toimub liikumine mööda ellipsit. c) kui sagedused on erinevad, siis täisarvkordsete sageduste suhete puhul kirjeldavad liitvõnkeid nn Lissajous` kujundid. 4.Isotermiline protsess- isot nim protsessi siis ,kui gaasi temp ei muutu . pV=const e p 1/p2=V1/V2 p-rõhk v- ruumala 5.Ideaalse gaasi oleku võrrand- on gaas ,mille molekulide vahel vastastikuse mõjutuse jõud puuduvad. Clayperoni võrrand e ideaalse gaasi oleku võrrand : pV=m/·RT (R-univ gaasi konst 8,31·103J/kmol·K) m- mass V-ruumala T-Temperatuur(K) -gaasimoolimass p-rõhk. 4variant 1.Mitteühtlaselt muutuv sirgliikumine- See on niisugune liikumine, kus kiirendus ka muutub. s, l v a t t t 2.Jõumoment- Jõumoment on jõud mida rakendatakse pöördliikumises
ωt);wnurkkiirus gaasihulga ruumala(V) pöördvõrdeline rõhuga(p) 5.Ideaalse gaasi oleku võrrand- on gaas ,mille molekulide vahel vastastikuse Võnkumiseks nim protsesse,milledel on iseloomulik teatud korduvus .Siinuseliselt v mõjutuse jõud puuduvad. Clayperoni võrrand e ideaalse gaasi oleku võrrand : koosinuseliselt toimuvaid füüsikalisi suurusemuutusi ajas nim harm võnk.H v pV=m/μ·RT (R-univ gaasi konst 8,31·103J/kmol·K) m-mass V-ruumala T- amplituudiks nim keha max hälvet tasakaaluasendist. Võnkuva punkti koguenergia Temperatuur(K) μ-gaasimoolimass p-rõhk. = igal ajahetkel kineetilise energia ja pottesnisaalse summaga. Harmoniline võnkumine on protsess, kus punktmass liigub mööda sirget ning tema asukohta
Üleminekus laminaarselt voolamiselt turbolentsele voolamisele iseloomustab reinoldsi arv Rek=1000 Soojusmasina kasutegur näitab, kui palju tööd muudab soojusmasin kasulikuks tööks. Selle käigus võrreldakse kütuse põlemise käigus vabanenud soojust ja kasulikku tööd. =Q1-Q2/Q1*100% kus Q1 on tsüklis soojendult saadud soojushulk ja Q2 on jahutile antud soojushulk. Ideaalse gaasi oleku võrrand on gaas, mille molekulide vahel vastastikuse mõjutuse jõud puuduvad. Clayperoni võrrand e ideaalse gaasi oleku võrrand pV=*RT (R-univ gaasi konst 8,31 * 10 3 J/kmol*K) m- mass V-ruumala T-temperatuur (K) -gaasimoolimass p-rõhk Termodünaamika 1 printsiip - Soojushulk mis antakse mingile süsteemile võib muutuda kaheks asjaks,kas süsteemi sisese energia tõstmiseks või süsteemi tööks välisjõudude vastu Q=U2-U1+A; Q- soojushulk, U-siseenergia, A-töö välisjõudude vastu. Kehade siseenergiat on võimalik muuta 2 viisil:1
ruumala T-temperatuur Temperatuuri tõusmisel 10C võrra suureneb iga gaasi ruumala 1/273 võrra selle gaasi ruumalalt temperatuuril 00C. 27.Isokooriline pr Sellel protsessil jääb konst ruumala (V=const) t/p=const p 1/p2=T1/T2 p- rõhk T-temperatuur Temp tõusmisel 10C võrra suureneb iga gaasihulga rõhk 1/273 võrra selle gaasihulga rõhust temp 00C. 28.Ideaalne gaas on gaas ,mille molekulide vahel vastastikuse mõjutuse jõud puuduvad. Clayperoni võrrand e ideaalse gaasi oleku võrrand : pV=m/·RT (R-univ gaasi konst 8,31·103J/kmol·K) m-mass V-ruumala T-Temperatuur(K) -gaasimoolimass p-rõhk 29.Tahke keha joonpaisumine tahke keha joonmõõtmete muutumine temp muutumisel. l= l0t = l(l0t) mõõtühik (l/C) lt=l0(l+t) lt-keha pikkus erinevatel temperatuuridel algpikkusel l0 järgi. Suurust ,mis isel ruumipaisumise sõltuvust keha ainest ja välistingimustest ,nim ruumipaisumisteguriks
kontsentratsioonide ühtlustumine. Kuid. osmoosi tulemusena tekib rõhk ka poolläbilaskvale membraanile, mis võrdub rõhuga, mida avaldaks lahustunud aine, kui ta samal temperatuuril oleks gaasilises olekus ja tema ruumala võrduks seejuures lahuse ruumalaga. 211 Osmoos Võttes arvesse eelpooltoodut, võime mitteelektrolüütide lahjendatud lahustele rakendada Clayperoni-Mendelejevi võrrandit, mis ühendab gaaside põhiseadusi. Asendades gaasi rõhu p osmootse rõhuga , saame: V=vRT 212 Ja veelkord - Osmootne rõhk p p= iCM RT (van`t Hoff 1887) pV = inRT CM - lahustunud aine molaarne konts., mol/dm3 n - lahustunud aine moolide arv, mol V - lahuse ruumala, dm3 Ja veelkord: Osmootne rõhk on arvuliselt võrdne rõhuga,
annaabi.ee 
