Ideaalse soojusmasina kasutegur T1 - T2 = , T1 kus T1 on soojendi temperatuur ja T2 jahuti temperatuur. Ideaalse soojusmasina korral on soojusallikalt (kõrgema temperatuuriga kehalt) saadav soojushulk Q1 ja jahutile (madalama temperatuuriga keha) äraantav soojushulk Q2 seotud soojendi ja jahuti temperatuuridega järgmiselt Q1 Q2 = . T1 T2 Ideaalse soojusmasina kasutegur annab antud temperatuuride vahemikus töötava soojusmasina maksimaalse kasuteguri. Näidisülesanne 8. Soojusmasin teeb tsükli jooksul töö 300 J, saades soojendilt soojushulga 1200 J. Kui suur on masina kasutegur? Lahendus. Antud: Kujutame soojusmasina tööd järgmise sümboolse joonisega, kus Q on A = 300 J soojendilt saadav soojushulk ja A on soojusmasina poolt tehtud kasulik töö. Q = 1200 J =? 7 Kuna soojendilt saadud soojushulk Q on soojusmasina ühe tsükli jooksul kulutatud
Soojendi eesmärgiks on anda töötavale kehale soojusenergiat, mille arvelt teeb töötav keha kasulikku mehaanilist tööd. Osa soojendi poolt antud energiast jääb jääb töökeha poolt kasutamata ning see antakse jahutile. Selle tagajärjel läheb töökeha oma algasendisse tagasi. 12. Mida nimetatakse ideaalseks soojusmasinaks ? IDEAALSEKS SOOJUSMASINAKS nimetatakse soojusmasinat, mille tööd tegevaks kehaks on ideaalne gaas. 13. Kirjuta reaalse soojusmasina kasuteguri valem ning tähtede tähendused. A soojusmasina tehtav - soojusmasina kasutegur mehaaniline töö Q1 soojendi poolt Q2 töökeha poolt jahutile antav töökehale antav soojushulk soojushulk A Q1 - Q 2 = = Q1 Q1 14. Kirjuta ideaalse soojusmasina kasuteguri valem ning tähtede tähendused.
Tehnikas kasutatakse rõhuühikuks jõukilogramm kgf (ka kgp, vanemas kirjanduses kG) kgf/cm2 , mida samastatakse tehnilise atmosfääriga "at" 1at=1kgf/cm 2 =98066,5 Pa 105 Pa. Rõhuühikuks kasutatakse veel mmHg. Normaalrõhuks loetakse 760 mmHg, mis on võrdne ühe loodusliku atmosfääriga (atm). Kõrvaloleval joonisel on kujutatud kinnine anum, milles on gaasi molekulid. Molekulid liiguvad anumas kaootiliselt. Võib arvata, et igas suunas liigub võrdne arv molekulidest. Seega igas suunas liigub 1/3 molekulidest (kolmemõõtmeline ruum) saab näidata, et gaasi rõhk: 2
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
1. Termodünaamika ( termodünaamiline süsteem, sise- ja väliskeskkond. Süsteemide liigitus ) Termodünaamika on teadus erinevate energialiikide vastastikustest muundumistest. Termodünaamika hõlmab mehaanilisi, soojuslike, elektrilisi, keemilisi, elektromagnetilisi ja muid nähtuseid. Tehnilise termodünaamika põhi ülesanne on teoreetiliste aluste loomine, soojusmootorite, soojusjõu seadmete, soojus transformaatoritele. Termodünaamilise süsteemi all mõistetakse kehade kogu, mis võivad olla nii omavahel kui ka väliskeskkonnaga energeetilises vastumõjus. Väliskeskkonnaks nimetatakse termodünaamilist süsteemi ümbritsevat suure mahutavusega keskkonda, mille olekuparameetrid (N: temperatuur, rõhk jne.) ei muutu, kui süsteem mõjutab seda soojuslikul, mehaanilisel või mõnel muul viisil. Süsteemide liigitus:
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.
Töö A=F*s A töö (J) F jõud (N) s teepikkus (m) Võimsus N=A/t N võimsus (W) A töö (J) t aeg (s) Soojusmasina kasutegur nymaks = (T1-T2/T1) * 100 % T1 soojendi to Kelvinites (K) T2 jahuti to Kelvinites (K) nymaks kasuteguri % Gaasi rõhk ja ruumala p1V1=p2V2 ; p1/V2=p2/V1 p1/2 gaasi esialgne/lõplik rõhk (Pa) V1/2 gaasi esialgne/lõplik ruumala (m3) Coulombi seadus F=k*q1*q2/e*r2 k võrdetegur 9*109, e 1 vaakumis q elektrilaeng (C) r laengutevaheline kaugus (m)
(S) [J/K] Soojenemisel entroopia ehk korrapäratuse aste suureneb ja jahutamisel väheneb. S =s M dq ds = T 2 dq s = s 2 - s1 = = J / kg * K 1 T Joone alune pinala näitab q-d ehk protsessist osavõtvat soojushulka. Joonis õpik lk 48. 21. Termodünaamika II seaduse tuntumad sõnastused. 1) Kogu soojust ei ole võimalik muundada tööks.(soojuskaod) 2) Soojus ei saa ise minna madalama temperatuuriga kehalt kõrgema temperatuuriga kehale selleks on vaja tööd teha. 3) Soojus läheb alati soojemalt kehalt külmemale. 22.(23) Termodünaamilised põhiprotsessid ja nende graafiline kujutamine pv- ja Ts-diagrammil. 1)Isohoorne(isohooriline) protsess, mis kulgeb konsantsel mahul (V=const) , näiteks gaasi kuumutamine kinnises anumas. 2) Isobaarne protsess Protsess, mis kulgeb konstantsel rõhul. (p=const)
(S) [J/K] Soojenemisel entroopia ehk korrapäratuse aste suureneb ja jahutamisel väheneb. S s M dq ds T 2 dq s s 2 s1 J / kg * K 1 T Joone alune pinala näitab q-d ehk protsessist osavõtvat soojushulka. Joonis õpik lk 48. 21. Termodünaamika II seaduse tuntumad sõnastused. 1) Kogu soojust ei ole võimalik muundada tööks.(soojuskaod) 2) Soojus ei saa ise minna madalama temperatuuriga kehalt kõrgema temperatuuriga kehale selleks on vaja tööd teha. 3) Soojus läheb alati soojemalt kehalt külmemale. 22.(23) Termodünaamilised põhiprotsessid ja nende graafiline kujutamine pv- ja Ts- diagrammil. 1)Isohoorne(isohooriline) protsess, mis kulgeb konsantsel mahul (V=const) , näiteks gaasi kuumutamine kinnises anumas. 2) Isobaarne protsess Protsess, mis kulgeb konstantsel rõhul. (p=const)
Materiaalselt suletud on balloon, kolviga silinder. Termodünaamiline keha. Termodünaamilises süsteemis asuvat keha, mille vahendusel toimuvad termodünaamilised protsessid ning energialiikide vastastikune muundumine, nimetatakse termodünaamiliseks kehaks. Soojusjõuseadmetes on termodünaamiliseks kehaks aine, mis vahendab neis sisalduva või ülekantava energia muundamist tööks. Soojustransformaatorites on termodünaamiliseks kehaks aine, mille kaudu soojus siirdub jahedamalt kehalt kuumemale. Soojusjõuseadmetes ja –transformaatorites termodünaamilise kehana kasutatavat ainet nimetatakse ka töökehaks. Termodünaamiliseks kehaks võib olla nii tahke, vedel kui ka gaasiline aine. Kolbmootorites on termodünaamiliseks kehaks kütuse põlemisgaas. Aurujõuseadmes on termodünaamiliseks kehaks enamikul juhtudel veeaur. Sõltuvalt parameetritest aurujõuseadmes võib veeaur kui termodünaamiline keha töötsükli jooksul muuta oma agregaatolekut.
A* - välisjõudude töö 1J TD I seadus kehtib ainult suletud süsteemides. TD II SEADUS Seadus väidab, et protsesside iseeneslikul kulgemisel on kindel suund. Seda printsiipi ei saa tuletada, aksioom, see kirjeldab paljukordselt katseliselt kinnitust leidnud looduse omapära. Termodünaamika II seadus on statistiline seadus, mille kohaselt süsteemis kulgevad iseeneslikud protsessid oleku tõenäosuse suurenemise suunas. · Soojus ei saa minna iseenesest üle külmemalt kehalt kuumemale. · Suletud süsteem püüab üle minna korrastatud olekult mittekorrastatule. · Loodus püüab üle minna vähem tõenäolistelt olekutelt tõenäolisematele. · Suletud süsteemis soojusliku protsessi tulemusena entroopia kasvab. ISOPROTSESS Isoprotsess on TD-line protsess, mille käigus üks olekuparameetritest p, V, T on jääv. Kui jääv on rõhk p, nimetatakse protsessi isobaariliseks, jääva ruumala V korral
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 väärtuste kogumiga. Kui ühte olekuparameetrit muuta, muutub ka vähemalt üks teine olekuparameeter. 4.1.1. Temperatuur, soojus ja siseenergia Soojusõpetuse üheks põhimõisteks on temperatuur. Temperatuuril ei ole lühikest ja kõikehõlmavat definitsiooni. Sageli öeldakse , et temperatuur on füüsikaline suurus, mis iseloomustab keha soojuslikku seisundit ja on määratud keha molekulide soojusliikumise kineetilise energiaga. Molekulide soojusliikumine esineb mitmel kujul. Tahkistes molekulid võnguvad kindlate tasakaaluasendite ümber, vedelikes toimub lisaks võnkumisele veel
A- välisjõudude vastu tehtud töö). Kui Q on neg., siis süsteem annab ära vastava soojushulga ja kui A on neg, siis teevad väisjõud süsteemiga tööd. Soojusmasinaks nim. siseenergiat mehaaniliseks energiaks muutvat seadet, milles iseloomustab energia muutumist mehaaniline töö. Soojusmasin koosneb soojendist(süsteemile siseenergiat andev keha), jahutist(süsteemilt siseenergiat saav keha) ja töökehast(siseenergiat mehaaniliseks energiaks muutev keha). Soojusmasina kasuteguri näitab, kui suure osa juurdeantavast soojusenergiast Q1 muundab masin kasulikuks töök Akas. Kasulikuks tööks muundub süsteemile juurdeantava ja jahutile äraantava soojushulga Q2 vahe: Akas= Q1-Q2. Kasuteguri valem: = Q1 - Q2 / Q1 100% Ideaalne soojusmasin on selline, mis tagab isoleeritud süsteemis parima soojuse ärakasutamise, s.t. suurima kasuteguri. Sellise masina töötsükkel koosneb kahest isotermilisest ja kahest adiabaatilisest protsessist ja seda nim. Carnot´ tsükliks.
Maksimaalne rõhk mida toru talub on 1000bar kui materjali lubatud tõmbepinge on 400N/mm2. Ülesanne 5 (variant 4) Hüdrosilinder, mille läbimõõt on d mm, nihutab koormust kiirusega v mm/min. arvutada silindrit toitva pumba minimaalselt vajalik tootlikus q l/min. On teada, et süsteemi mahulised kaod moodustavad pumba tootlikusest q x%. Antud: d=50mm v=300 mm/min x=5,5% Leida: qmin=? l/min Arvutan süsteemi mahulise kasuteguri v. x süsteemi mahulised kaod Teisendan kolvi kulgemis kiiruse. Hüdrosilindri läbimõõdu järgi arvutan rõhuga koormatud kolvi pindala. S rõhuga koormatud kolvi pindala d kolvi diameeter Avaldan hüdrosilindri kulgeva kiiiruse valemist vedeliku vooluhulga silindrisse. v kolvi kulgev liikumiskiirus, m/min; q vedeliku vooluhul silindrisse, l/min; A rõhuga koormatud kolvipindala, mm2; v-silindri mahuline kasutegur.
Q, 1J. 1J on siseenergia hulk, mille keha saab/annab soojusülekandel. Q=cmt (c-aine erisoojus 1J/kgK, m-keha mass, 1kg, t-temperatuuri muut, 1K) 7. Sageduseühik 8. TD II seadus On inimkonna kogemuse üldistus, et looduses on protsesse, mis ei ole vastuolus energia jäävuse seadusega, et ei toimu siiski. Clavius soojus ei saa iseeenesest üle minna külmemealt kehalt kuumemale. Kelvin ei ole võimalik esile kutsuda sellist perioodilist protsessi, mille tulemuseks on töö üheainsa soojusallika arvel ehk ringprotsessis töötavad soojusmasinad ei saa kogu energiat tööks muuta ehk II liiki igiliikur on võimatu. Mikrokäsitlus suletud süsteem püüab üle minna korrastatult olekult
Üleslükkejõuks nimetatakse jõudu, mis üleslükkejõud Fü Fü= mg 1N tõukab keha gaasis või vedelikus ülespoole. Temperatuur on füüsikaline suurus, mis temperatuur tº T= tº+273º 1K termomeeter iseloomustab keha soojuslikku olekut. Nkasulik Akasulik Näitab kui suure osa moodustab kasulik töö kasutegur ɳ ɳ= · 100 ɳ= ·100 Nkogu Akogu kogu tehtud tööst q Voolutugevuseks nimetatakse laetud
Meridiaani sihis liikuvat keha paremale kallutava Coriolise jõu moodul tuleb valemi (2.41) alusel: Fcor = 2 m v ' sin . (2.42) Efekt on seda tugevam, mida suurem laiuskraad, ekvaatoril puudub aga üldse. Käsitletud ülesanded 1. Kui kõrge peaks olema hüdroelektrijaama tamm, et toodetava energiaga keema ajada 1% läbivoolavast veest, kui selle algtemperatuur on 10 °C? Energiakadudega keskkonda mitte arvestada. 2. Vesikeskkütte radiaatoriga ühendatud toru ristlõikepindala on 600 ruutmillimeetrit ja selles liigub kiirusega 1,5 cm/s vesi, mille temperatuur on 80 °C. Radiaatorist väljumisel on vee temperatuur 25 °C. Kui suure soojushulga saab ruum ühe tunni jooksul? 3. Auto hakkab sõitma ning läbib esimese 100 m jääva kiirendusega a1, järgmise 100 m aga kiirendusega a2
paisumisel teeb tööd ja paneb kolvi liikuma. Soojusmasina kasutegur, valemid Soojusmasina kasutegur on protsentides väljendatud arv, mis näitab kui suure osa moodustab masina kasulik töö kütuse täielikul põlemisel vabanenud soojushulgast = (Akas /Q1)*100%=(Q1-Q2/Q1)*100%=(T1- T2/T1)*100% Mida tähendab protsesside iseeneslik kulg looduses? Suletud süsteemis saavad kuumad kehad vaid jahtuda, külmad kehad soojeneda. Soojus levib soojemalt kehalt külmemale. Milline on soojusvahetuse suund? Kui kaua see kestab? Soojusvahetus toimub soojemalt kehalt külmemale, kuni kehade temperatuurid on võrdsustunud. Mis on entroopia? Entroopia on energia kvaliteedi kirjeldamise suurus. S=Q/T (Q= üleantav soojushulk J; T= süsteemi temperatuur -K) Mida korrastatum süsteem on, seda väiksem on entroopia. Mida väiksem on süsteemi korrastatus, seda suurem on entroopia. Mida kõrgem on kvaliteet, seda madalam on entroopia.
võrdne protsessis esineva entalpia muutusega. Joonis: p T v s 3) Isotermiline protsess on selline td pr, mis toimub püsival temperatuuril. (T=const, T=0). p1v1=p2v2 => p1/p2=v2/v1— Boyle-Mariotte´i seadus. Siin mehaaniline ja tehniline töö on omavahel võrdsed. Seega muundub isotermilisse protsessi antav soojus täielikult tööks. Kunaideaalse gaasi siseenergia ja entalpia sõltuvad ainut temp-ist, siis on isoterm. protsessis Δu=Δi=T(s2-s1). Ts-diagrammil väljendub isotermiline protsess horisontaalse joonena. Joonis: p T 5. Adiabaatne protsess on selline td prot. mis toimub soojuslikult isoleeritud tingimustes. (dq=0, q=0). Adiabaatilises td- lies protsessis tehtav mehaaniline töö võrdub siseenergia vähenemisega, tehniline töö entalpia
sekundis kuni 1500m/s. Kuidas seletada nähtust, et lõhnad tegelikult nii suure kiirusega ei levi? Millistes tingimustes leviks lõhnad suurema kiirusega? Põhjenda oma vastused. 14. Mis on kontraktsioon vedelike puhul? Selgita seda nähtust. 15. Valame kokku liitri bensiini ja liitri vett, saame 2 liitrit. Miks? 9I füüsika (4) 14.september 2012 Tunni teema: Soojuspaisumine. Termomeeter. Celsiuse ja Kelvini skaalad. Lk.15-19. 1. Millises agregaatolekus aine soojuspaisumine on väga suur? 2. Miks vanematel raudteedel on rööpaotstel vahed? 3. Uuematel raudteedel on rööpad kokku keevitatud. Tähendab see, et soojuspaisumist ei ole? 4. Miks on gaasid kergesti kokkusurutavad ja nende soojuspaisumine suur? 5. Millisel temperatuuril on vee tihedus suurim, normaalrõhul? 6. Selgita vedeliktermomeetri ehitust. 7
Eespool toodud valem (7a) annab molekuli keskmise kinee-tilise energia. Et vastavalt definitsioonile ideaalse gaasi mole-kulidel vastasmõju potentsiaalne energia on null, siis ühe kilomooli gaasi siseenergia võib kirja panna kui 1 1 Uk m = ikT N= i RT . (18) 2 2 Gaasihulgale massiga m vastab siseenergia i m i U= RT = RT . (19) 2 µ 2 Töö ja soojus Üks keha võib teisele energiat üle anda kahel viisil - kas töö või soojuse kaudu. Töö on ühelt kehalt (süsteemilt) teisele makroskoopiliselt kanduv energia. Töö tegemine kujutab endast korrapärase liikumise energia ülekannet ning selle tulemusena võivad vahetult muutuda kõik meile seni tuntud energialiigid (po-tentsiaalne, kineetiline ja siseenergia). Soojus on ühelt süsteemilt teisele energia ülekandumise mikroskoopiline moodus. Siin kandub
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. (v=const, dv=0). p1v1=RT1; p2v2=RT2—erimaht=> energeetilises vastumõjus. p1/T1*v=R=p2/T2*v => p1/p2=T1/T2
..+Nn)kT=NkT. Järelikult gaasi tehnilist tööd ei tehta ning termodün. keha üleminekuks määrab termodünaamiliste protsesside suuna--väiksema kogurõhk p=N1/V*kT+N2/V*kT+...+Nn/V*kT. Selle olekust 1 olekusse2 vajalik soojushulk q=cp(t2-t1). tõenäosusega olekust suurema tõenäosusega olekusse. võrrandi liikmed [(N1kT)/V, (N2kT)/V,...]väljendavad Seega on isobaarilises td protsessis keha poolt Def: Soojus võib iseenesest suunduda ainult kõrgema rõhku ,nn. komponendi osa- ehk partsiaalrõhku, mida juurdesaadav või äraantav soojushulk võrdne protsessis temp. kehalt madalama temp. kehale. Ringprotsess- TD omaks antud gaasikomponentsegu temperatuuril, kui ta esineva entalpia muutusega. pr. Kus töötav keha perioodiliselt paisub ja hõivaks kogu gaasisegu mahu
mehhaaniliseks tööks A ning annab ülejäänud osa Q 2 ära külmemale kehale. Ringprotsessiks nim protsessi, milles gaas pärast mitmes vaheolekus viibimist pöördub tagasi algolekusse. Soojusmasina kasutegur näitab, kui palju kogu tööst muudab soojusmasin Q 1−¿ Q A = 2 kasulikuks tööks, kasuteguri valem η= Q1 Q1 . ¿ Carnot’ masin, tsükkel. Carnot masin on teoreetilise tähtsusega mudel. Masinal pole klappe ega gaasivahetust. Gaasi soojendatakse ja jahutatakse vaheldumisi niiviisi, et: 1) ringprotsess oleks pööratav, 2) A>0 Carnot’ tsükkel koosneb kahest isotermist ja kahest adiabaadist. Põhimõte: töötav aine paisub algul isotermiliselt, võttes soojendilt soojushulga Q 1.
katse süstemaatiline viga vahemikus 3,46% - 4,54%. Eksimus võis tuleneda mõne lähteandme ebatäpsest mõõtmisest. Eksperimentaalne töö nr. 2 Metalli massi määramine reaktsioonis eralduva gaasi mahu järgi Töö ülesanne ja eesmärk Gaasiliste ainete mahu mõõtmine, gaaside segud ja gaasi osarõhk, arvutused gaasidega reaktsioonivõrrandi põhjal. Töövahendid Seade gaasi mahu mõõtmiseks, 250 ml mõõtesilinder, filterpaber, termomeeter, baromeeter. Kasutatud ained 10%-ne soolhappelahus, 6,0 mg metallitükk (Mg) Töö käik Katses leian magneesiumi mass reaktsioonis soolhappega eralduva vesiniku mahu põhjal: Mg + 2HCl = MgCl2 + H2 Katseseadeldis koosneb kahest kummivoolikuga ühendatud büretist, mis on täidetud veega. Üks bürett on ühendatud katseklaasiga, milles metall reageerib happega. Katse ettevalmistus Eemaldan katseklaasi ja pesen ning loptutan selle hoolikalt destilleeritud veega. Sätin büretid
A=pΔV Δu=Q-A adiabaatiline Q=0 Δu=-A Siseenergiaks nim keha molekulide kin. ja pot. energia summat, keha võime teha tööd sisemiste protsesside arvelt. Gaasi siseenergia muutub tööd tehes, soojendamisel või jahutamisel. 32.Erisoojus jääval rõhul ja jääval ruumalal. Erisoojus Ce on soojushulk, mis kulub, et tõsta ühikulise massiga keha soojust ühe kraadi võrra. (J/kg*K) Kui gaasi soojendada jääval ruumalal, siis ei tee ta tööd ning kogu soojus läheb keha siseenergia suurenemisele. Kui gaasi jääval rõhul soojendada, siis gaas paisub, tehes pos. tööd. Järelikult on sel juhul gaasi temp-i tõstmiseks tarvis rohekm soojust kui soojendamisel jääva ruumala korral (osa soojust kulub gaasi paisumistööks). Erisoojus jääval rõhul on suurem erisoojusest jääval ruumala universaalse gaasikonstandi võrra. Cp=Cv+R 33.Adiabaatiline protsess ja adiabaadi võrrand.
m gaasikoguse mass (kg) M gaasikoguse molaarmass (kg/mol) R gaasi konstant (8,314*103 J/kmol*Ko) · Ideealse gaasi rõhk: 1 p= m0 nv k2 , milles p rõhk (Pa) 3 mo molekuli mass (kg) n molekulide konstentratsioon (1/m3) v2 molekulide kiiruse ruudu keskmine väärtus · Termodünaamika II seadus: Soojus ei saa iseenesest üle minna külmalt kehalt kuumemale. · Soojusmasin on masin, mis muudab soojuse tööks. · Soojusmasina kasutegur näitab, kui suur osa moodustab masin kasulikuks tööks. T -T A Q1 - Q2 = 1 2 100% või = = T1 Q1 Q1 · Aine agregaatolek ja selle muutumine: Olekud on tahke, vedel ja gaasiline. Tahked olekud võnguvad tasakaaluasendi ümber. Vahekaugused on väikesed. Vedelad olekud võnguvad ja vahetavad kohti
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 .
FÜÜSIKA RIIGIEKSAMI KONSPEKT TTG 2005 SISSEJUHATUS. MÕÕTÜHIKUD SI System International, 7 põhisuurust ja põhiühikut: 1. pikkus 1 m (mehaanika) 2. mass 1 kg (mehaanika) 3. aeg 1s (mehaanika) 4. ainehulk 1 mol (molekulaarfüüsika) 5. temperatuur 1 K (kelvini kraad, soojusõpetus) 6. elektrivoolu tugevus 1 A (elekter) 7. valgusallika valgustugevus 1 cd (optika) Täiendavad ühikud on 1 rad (radiaan) nurgaühik ja 1 sr (steradiaan) ruuminurga ühik. m m Tuletatud ühikud on kõik ülejäänud, mis on avaldatavad põhiühikute kaudu, näiteks 1 ,1 2 , s s kg m 1 N 2 , 1 J ( N m) . s Mitte SI ühikud on ajaühikud 1 min, 1 h, nurgaühik nurgakraad, töö- või energiaühik 1 kWh, rõhuühik 1 mmHg. Ühikute eesliited: piko- (p) 10-12
FÜÜSIKA RIIGIEKSAMI KONSPEKT TTG 2005 SISSEJUHATUS. MÕÕTÜHIKUD SI System International, 7 põhisuurust ja põhiühikut: 1. pikkus 1 m (mehaanika) 2. mass 1 kg (mehaanika) 3. aeg 1s (mehaanika) 4. ainehulk 1 mol (molekulaarfüüsika) 5. temperatuur 1 K (kelvini kraad, soojusõpetus) 6. elektrivoolu tugevus 1 A (elekter) 7. valgusallika valgustugevus 1 cd (optika) Täiendavad ühikud on 1 rad (radiaan) nurgaühik ja 1 sr (steradiaan) ruuminurga ühik. m m Tuletatud ühikud on kõik ülejäänud, mis on avaldatavad põhiühikute kaudu, näiteks 1 ,1 2 , s s kg m 1 N 2 , 1 J ( N m) . s Mitte SI ühikud on ajaühikud 1 min, 1 h, nurgaühik nurgakraad, töö- või energiaühik 1 kWh, rõhuühik 1 mmHg. Ühikute eesliited: piko- (p) 10-12
Keha soojumahtuvus võib sõltuda keha massist ja ainest, millest keha koosneb, Erisoojus- Ühikulise massiga keha soojumahtuvus. See suurus on kindel (const) antud aine jaoks ja selle suuruse leiab spetsiaalsest erisoojuse tabelist. Erisoojus on soojushulk, mis on vajalik ühe kg aine soojendamiseks 1 kraadi võrra. Teadus erisoojust, saab valemi soojushulga jaoks. Termodünaamika II seadus. Selle seaduse põhimõte: ei ole võimalik ehitada sellist masinat, mis teeks tööd sel teel, et soojus kanduks külmemalt kehalt soojemale. Saksa teadlane Rudolf Clausius: Soojus ei sa üle kanduda külmemalt süsteemilt soojemale, ilma et sellega ei kaasneks teisi muudatusi nendes süsteemides või ümbritsevates kehades. Inglise teadlane Kelvin: Ei ole võimalik esile kutsuda sellist perioodilist protsessi, mille aisaks tulemuseks oleks töö ühestainsast allikast võestud soojuse arvel.
1.Termodünaamika. 1.1 Termodünaamika sisu. Termodünaamika on teadus erinevate energialiikide vastastikusest muundumisest. Uurib mitmesuguseid füüsikalisi ja keemilisi nähtusi, mis on esile kutsunud energiate muundumisega. Ajalooliselt tekkis see 18.saj lõpp, mil hakati otsima meetodeid soojuse muundamiseks mehhaaniliseks tööks. 19.saj esimesel poolel, kui tekkisid aurumasinad, hakati otsima teed nende masinate tööeffektiivsuse e. Kasuteguri tõstmiseks. S.Cornet on termodünaamika aluse panija.!?? Termodünaamika põhineb kahel seadusel (kahel printsiibil): 1. Põhiseadus: energiajäävuse seadus 2. Määrab ära looduses toimuvate protsesside suuna ja tingimused. 3. (Nersti soojusteoreem) seadus käsitleb kehade käitumist ja nende omadusi väga madalatel t0C (absoluutsele 0-le ligilähedastele temperatuuridele) Uurimis objektiks termodünaamikas on termodünaamilinesüsteem (kitsamas mõttes
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
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
