TALLINNA INGLISE KOLLEDŽ Füüsika Erisoojuse praktikum Laboritöö protokoll Õpilane: Heti-Maria Vilu Klass: 9. A Õpetaja: Elli Valla Tallinn 2014 Erisoojuse praktikumi juhend Praktikum: Tundmatu keha erisoojuse määramine Katsevahendid Kalorimeeter, veekeetja, kaal, tundmatu erisoojusega kehad, tuntud erisoojusga kehad ja termomeeter. Katse käik Ettevalmistus • Vali tundmatu keha. • Kaalu tundmatu keha. • Kaalu kalorimeeteri anum. • Vala kalorimeetrisse niipalju külma vett, et sinna oleks võimalik täielikult uputada tundmatu keha. • Kaalu kalorimeeter koos sinna valatud veega. • Täida katse protokoll. Katse läbiviimine • Mõõda kalorimeetri temperatuur koos sinna valatud veega
Laboratoorse töö protokoll Metalli erisoojuse määramine Õpilase nimi Õpetaja märkused Klass 10.b Töö tegemise kuupäev 08.06.2011 Õpetaja allkiri tööle lubamise kohta Töö esitamise kuupäev 08.06.2011 Õpetaja hinnang töö sooritamise kohta Töövahendid: Metallist katsekeha, tehnilised kaalud koos vihtidega või elektroonsed kaalud, kalorimeeter, termomeeter,
Keha erisoojuse leidmine Tutvu kaalorimeetri simulatsiooniga „Heat Transfer between Metal and Water“ leheküljel ja leia http://group.chem.iastate.edu/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/thermochem/heat_metal.html tundmatu metalli X erisoojus. Iga õpilane valib ise algandmed (metalli X massi ja temperatuuri ning vee massi ja temperatuuri) õpilase andmed on erinevad! ANTUD: m (metall X)70.00g = t1 (metall X)102.00°C = t2 (metall X)39.70°C = m (vesi)55.00g = t1 (vesi) 30.00°C = t2 (vesi) 39.70°C = c (vesi) = 4,180CJ/g∙ 0 = 4180 J/kg∙ C c (metall X) = ? Lahendus: Q= m*c(t₂-t₁) Vesi: 55.00g*4.18 J/g∙°C(39.70-30.00)=2230.03 J Metall: C= Q/m(t₂-t₁) 2230.03J/70.00g(39.70-102.00)= -0.5J/g∙°C Mis metalliga võib t...
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. Kaaluge kalorimeetri sisemise anuma mass algul, ilma veeta ja seejärel koos veega
Soojustehnika instituut MSE0100 Soojustehnika Praktikum nr. 4 ÕHU ISOBAARSE ERISOOJUSE MÄÄRAMINE Üliõpilane: Matrikli number: Rühm: MATB51 MATB51 MATB51 Töö tehtud: 29.08.2015 Esitatud: Kaitstud: Juhendaja: Lauri Loo Tallinn 2015 1 TÖÖ EESMÄRK
Tallinna Tehnikaülikool Soojustehnika instituut Praktilised tööd aines Soojustehnika Töö nr 4 ÕHU ISOBAARSE ERISOOJUSE MÄÄRAMINE Üliõpilane Kood Rühm Raimond Vaba 112419 AAAB-31 134882 Andres Raag 164034 Oliver Saare Õppejõud Heli Lootus Töö tehtud 01.09.2014
Tallinna Tehnikaülikool Soojustehnika instituut Praktilised tööd aines Soojustehnika Töö nr. 4 ÕHU ISOBAARSE ERISOOJUSE MÄÄRAMINE Üliõpilane: Rühm Õppejõud Allan Vrager Töö tehtud 18.09.2009 Esitatud Arvestatud SKEEM Töö eesmärk Õhu keskmise isobaarse erisoojuse määramine kindla temperatuurivahemiku kohta kalorimeetermeetodiga. Kasutatud seadmed 1. Kõrgrõhuventilaator 2. Läbivoolukalorimeeter 3. Manomeeter 4. Gaasikuluarvesti (gaasikell) 5. Vask-konstantaantermopaarid, nende gradueerimistabelid 6. Millivoltmeeter või potensiomeeter 7. Vattmeeter 8. Elavhõbetermomeeter 9. Autotrafo 10. Ajamõõtur(stopper) Töö käik
TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL SOOJUSTEHNIKA INSTITUUT Praktilised tööd õppeaines soojustehnika Töö nr. 4 Töö nimetus: ÕHU ISOBAARSE ERISOOJUSE MÄÄRAMINE Üliõpilane: Matr. nr. Rühm: MATB31 Üliõpilane: Matr. nr. Üliõpilane: Matr. nr. Juhendaja: Allan Vrager Töö tehtud: 10.09.09 Aruanne esitatud: Aruanne vastu võetud: 1. Töö eesmärk Õhu keskmise isobaarse erisoojuse määramine kindla temperatuurivahemiku kohta kalorimeetermeetodiga.
1. Töö eesmärk Õhu keskmise isobaarse erisoojuse määramine kalorimetreerimise meetodil. 2. Tööks vajalikud vahendid 1.Elektrilise küttekehaga varustatud läbivoolukalorimeeter. 2.Kolbkompressor suruõhutorustikuga ja reservuaariga. 3. Manomeeter. 4. Gaasi kulumõõtur. 5. Termopaarid. 6. Potentsiomeeter. 7. Autotransformaator. 8. Vattmeeter. 9. Baromeeter. 10. Elavhõbetermomeeter. 11. Ajamõõtur. 12. Termopaaride gradueerimistabel. 3.Tööpõhimõtte kirjeldus: Töö põhineb katseseadmes eraldunud soojushulga Q mõõtmisel, mis tingib seadet läbinud õhu hulga temperatuuri tõusu t 1-lt t2-le. Katseseadme põhiosaks on klaaskalorimeeter. Soojuskadude vähendamiseks on kalorimeeter ereldatud väliskeskkonnast hõbetatud klaasümbrisega. Õhu kuumutamiseks on kalorimeetris küttekeha. Õhk suunatakse kalorimeetrisse läbi gaasikulumõõturi kompressorist. Õhu ...
Füüsika Kontrolltöö küsimused ja vastused 1.Selgita mõisted:siseenergia,soojushulk,soojusjuhtivus,soojuslik tasakaal 2.Soojusülekande liigid(3),Selgitus. 3.Soojusülekande seaduspärasused 4.Termose töö põhimõte 5.Erisoojuse definitsioon 6.Ülesanded,soojushulge valem,tüüpe on 4. Vastused. 1.*Siseenergia-koosneb kineetilisest ja potensiaalsest keha energiast. *Soojushulk-siseenergia hulk,mis kandub teistele kehadele või siis teiselt kehalt antud kehale. *Soojusjuhtivus-siseenergia kandumineühelt aineosakeselt teise aine osakesele. *Soojuslik tasakaal-kaks keha sama temperatuuriga 2.Soojusülekande liigid-1.Kokkupuude 2.Kiirgusena-päikeselt või lõkkelt 3.Konvektsioon 3
Tallinna Tehnikaülikool Soojustehnika instituut Praktilised tööd aines Soojustehnika Töö nr 4 ÕHU ISOBAARSE ERISOOJUSE MÄÄRAMINE Üliõpilane Kood Rühm Siim Rätsep 09 MATB-52 093632 Oliver Nuut Õppejõud Heli Lootus Töö tehtud Esitatud Arvestatud
TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL SOOJUSTEHNIKA INSTITUUT Praktilised tööd aines Soojustehnika Töö nr. 4 ÕHU ISOBAARSE ERISOOJUSE MÄÄRAMINE Üliõpilane: Kaisa Kaasik Matrikkel 050841 Rühm: AAVB Üliõpilane: Martin Külm Matrikkel 031252 Rühm: AAVB Üliõpilane: Matrikkel Rühm: Õppejõud: Heli Lootus Töö tehtud: 09.09.2009 Aruanne esitatud: 25.11.2009 Aruanne vastu võetud: Katseseadme skeem Tallinn 2009 1. Töö eesmärk
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) talg = -5° C t = tlõpp - talg = 100° C (-5° C) = 105° C tlõpp = 100° C lõpptemperatuuri korrektne väärtus cAl = 880 J/(kg·°C) erisoojuse väärtus tabelist Q=? Q = 0,25 kg · 880 J/(kg·°C) · 105° C = 23100 J Jää soojenemine m = 0,7 kg Q = m · c · t = m · c ·( tlõpp - talg) talg = -5° C t = tlõpp - talg = 0° C (-5° C) = 5° C tlõpp = 0° C lõpptemperatuuri korrektne väärtus cjää = 2100 J/(kg·°C) erisoojuse väärtus tabelist Q=? Q = 0,7 kg · 2100 J/(kg·°C) · 5° C = 7350 J m = 0,7 kg Q=m· = 3,3·105 J/kg sulamissoojuse väärtus tabelist Q=? Q = 0,7 kg · 3,3·105 J/kg = 2,31·105 J Jää sulamine
soojushulk(J); c-aine eritegur (J/kgK); m-mass(kg); T-tº muut (aine erisoojus näitab, mis kulub ühe kilogrammi selle aine tº tõstmiseks ühe K võrra) (2)Q=m, kus - aine sulamissoojus(J/kg)(3) Q=Lm, kus L- aine aurustumissoojus (näitab hulka, mis kulub ühe selle aine kg aurustamiseks) Termodünaamika 2.printsiip: Kui süsteem läheb ühest olekust teise, siis tema entroopia kasvab. dS=dQ/T , kus dS- entroopia muut; dQ-soojushulk; T-absoluutne tº Gaaside isohooriline erisoojuse valem: Cv=iR/2M, kus Cv- isohooriline erisoojus (J/kgK); R-8.31; molaar ja vabadus Gaaside isobaariline erisoojuse valem: Cp=(i+2)R/2M, kus Cp-isobaariline erisoojus (J/kgK) Termodünaamika kujud: t=const| Q=A ehk U=im/2M RT P=const|A=pV ehk Q=U+pV; v=const A=0 Q=U Soojusmasinad on asjad, mis muudavad soojusenergiat mehaaniliseks tööks. Kolm osa: soojendi, jahuti ja töötav keha. Näiteks: aurumasin, bensiini/diiselmootor. Soojusmasina
anumas toatemperatuuril). Võtke lugem . h1 3. Võrdsustage rõhk anumas atmosfääri rõhuga. Selleks avage hetkeks kraan 6. 4. Et gaasi temperatuur saaks pärast kraani avamist-sulgemist jälle võrdseks toatemperatuuriga, oodake enne lugemi h2 võtmist seni, kuni manomeetri näit enam ei muutu.. 5. Korrake katset vähemalt 5 korda. Tulemused kandke tabelisse 6. Leidke erisoojuste suhe ja tema määramatus. Gaasi erisoojuse suhe A tüüpi määramatuse (U A(K)) arvutamine. ( ) n = (1,343 - 1,348 ) + (1,352 - 1,348) + (1,354 - 1,348) + (1,356 - 1,348) + (1,333 - 1,348) = 2 - 2 2 2 2 2 i i =1 = 0,000366 n ( i - )2
Võimsuse valem töö järgi N = A/t Potensiaalse energia tähis E_p Potensiaalse energia ühik J 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
120450 09.11.2012 Ülesanne 2 Energia ja võimsus Kirjutan välja algandmed: m=2,1kg t=19ºC P=2500 J∙s ŋ=100%=1,0 Leian kirjandusest vee erisoojuse: qvesi=4187 J/kg∙K Leian vee soojendamiseks kuluva aja. Selleks leian kui palju on vaja temperatuuri tõsta: Δt=10019=81 (ºC) Seejärel leian aja: Δ t⋅m⋅qvesi 81⋅2,1⋅4187 A= = =284,9 (s ) P⋅η 2500⋅1,0
klassile _____________________________________________________________________ Soojushulga tähiseks valemites on Q 17. Missuguse valemiga arvutatakse soojusülekandes saadud võib ära antud soojushulka? Soojushulka arvutatakse valemiga: Q = cmt 18. Mida nimetatakse aine erisoojuseks? Aine erisoojus on füüsikaline suurus, mis näitab, kui suur soojushulk tõstab keha temperatuuri ühe kraadi võrra. 19. Missugused on erisoojuse tähis valemites ja mõõtühik? J Erisoojuse tähiseks valemites on c ja mõõtühikuks o kg C 20. Kuidas on võimalik muuta keha siseenergiat? Keha siseenergia muutmiseks on kaks võimalust: · Mehaaniline töö · Soojusülekanne 21. Mida nimetatakse soojusmasinaks? Soojusmasinaks nim
...........6 13.Soojushulga määramine entroopia abil (Soojushulga kujutamine TS-diagrammil).........................7 14.Ringprotsessi mõiste (kujutamine olekudiagrammidel PV;TS)(Ringprotsessi termiline-kasutegur) ................................................................................................................................................................7 15.Carnot'i - ringprotsess (PV ja TS diagrammid, termiline kasutegur)...............................................8 16.Erisoojuse def....................................................................................................................................8 17.Soojusmahtuvuse def........................................................................................................................ 8 18.Erisoojuste liigitused ja mõõteühikud...............................................................................................8 19.Isobaarne isohoorne erisoojus ( Mayer'i võrrand)......................
mõõtmed suurenevad, jahtumisel vähenevad). ·Soojuspaisumist iseloomustab joonpaisumistegur a. Ruumpaisumistegur P = 3a. Metalli soojuspaisumist tuleb arvestada keevitamisel, sepistamisel, täpsete aparaatide koostamisel, sillakonstruktsioonide ehitamisel, raudteerööbaste paigaldamisel jm. · Soojusmahtuvus on kehale antava soojushulga ja keha temperatuuri vastava muutuse suhe. Soojusmahtuvuse ühikuks on dzaul kelvini kohta [J/K]. Eri metallide soojusmahtuvust võrreldakse erisoojuse abil. Erisoojus on soojushulk, mis kulub ühikulise massiga keha soojendamiseks temperatuuriühiku võrra. Erisoojuse ühik on dzaul kilogrammi ja kelvini kohta [J/kg K]. · Elektrilise juhtivuse ja elektritakistusega hinnatakse metalli võimet juhtida elektrivoolu. Elektri]ühtivust mõõdetakse siimensites [S], erijuhtivust aga siimensites meetri kohta [S/m]. Analoogiliselt väljendatakse elektritakistust oomides [Q] ja eritakistust oommeetrites [Qm].
Soojusõpetuse kordamisküsimused tunnikontrolliks 1. Selgita erisoojuse ja sulamissoojuse mõiste. Erisoojus on soojushulk, mis on vajalik 1kg aine soojendamiseks, sulamissoojus on soojushulk, mis on vajalik 1kg aine sulatamiseks 2. Kuidas soojenevad ja jahtuvad suure erisoojusega ained? Soojenevad aeglaselt , samuti jahtuvad aeglasemalt 3. Millise aineoleku muutused vajavad soojust ja millised eraldavad soojust ? Tahkest-vedelaks-gaasiliseks---vajavad soojust Gaasilisest-vedelaks-tahkeks---eraldavad soojust 4
Spikker o o 1. Soojusmahtuvus on kehale antav soojushulk, mille tagajärjel keha t tõuseb 1 võrra. cp gaasi erisoojus jääval rõhul, cv gaasi erisoojus jääval ruumalal. Cp soojusmahtuvuse ja ainehulga suhe jääval rõhul, Cv soojusmahtuvuse ja ainehulga suhe jääval ruumalal. Erisoojuse ühik on J/(kg*K) , Moolsoojuse ühik J/(mol*K). 2. Vabadusastmete arvu all mõistetakse sõltumatute suuruste arvu, mille abil on võimalik määrata süsteemi olekut. 3. i kT i n n 2n kulg pöörl võnk 2 4. Universaalne gaasikonstant võrdub ühe mooli ideaalse gaasi paisumistööga isobaarilises protsessis , kus gaas soojeneb 1 K võrra. 5. i i2 CV R , CP R 2 2 6
graafikust madalaima võimaliku temperatuuri olemasolu. Mida madalam on temperatuur, seda gaas veeldub rohkem madalamatel temperatuuridel. 45. Tuletage gaasi siseenergia valem (9.17). 46. Sõnastage termodünaamika esimene seadus, kirjutage vastav valem (9 .18) koos selgitustega. Kus U on siseenergia lõplik muut, Q on soojushulk ja A on elementaarne töö. 47. Mis on aine erisoojus ja moolsoojus? 48*. Tuletage gaasi erisoojuse valem isohoorilise protsessi jaoks (9.21). 49. Tuletage gaasi töö arvutamise valem (9.22) ja erisoojuse valem (9.23) i sobaarilisel protsessil. 50. Tuletage gaasi töö arvutamise valem isotermilisel protsessil (9.25). 51. Mis on adiabaatiline protsess? 52. Tuletage adiabaatilise protsessi võrrand (9.27). 53. Mis on entroopia? 54. Sõnastage termodünaamika teine seadus.
ainest. t2 t1 -- temperatuuride vahe Ainete soojenemist ja jahtumist iseloomustab erisoojus. Erisoojus on soojushulk, mis on vajalik 1kg aine soojendamiseks 1 C võrra. 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)
sukeldati 100 g massiga raudnael temperatuuriga 40°C? Antud vee mass m1=0,1 kg vee temperatuur t1=20ºC J kg vee erisoojus c1 = 4190 K raua mass m2 = 0,1 kg raua temperatuur t2=40ºC J kg raua erisoojus c1 = 470 K Leida lõpptemperatuur t=? Lahendus Lähtume energia jäävusest soojusülekandel Q1 + Q2 = 0 . Avaldame soojushulgad massi, erisoojuse ja temperatuuri muudu kaudu ja avaldame lõpptemperatuuri t: m1c1 (t - t1 ) + m2 c2 (t - t2 ) = 0 m1c1t - m1c1t1 + m2 c2 t - m2 c2 t2 = 0 ( m1c1 + m2 c2 )t = m1c1t1 + m2 c2 t2 m1c1t1 + m2 c2 t2 t= m1c1 + m2 c2 Arvutame
keevitamisel ja jootmisel. Soojusjuhtivuseks nimetatakse metalli võimet soojust üle anda kõrgema temperatuuriga piirkonnalt madalama temperatuuriga piirkonnale. Head soojusjuhid on hõbe, vask ja alumiinium. Raua soojusjuhtivus on ligikaudu kolm korda väiksem alumiiniumi ja viis korda väiksem vase omast. Halva soojusjuhtivusega metalli kuumutamisel ja järsul jahutamisel tekivad sellesse praod. Eri metallide soojusmahtuvust võrreldakse erisoojuse abil. Erisoojus on soojushulk, mis kulub ühikulise massiga keha soojendamiseks temperatuuriühiku võrra. Metalli temperatuuri tõusmisel selle elektrijühtivus väheneb, langemisel suureneb. Keemilised omadused: Metalle ja nende sulameid iseloomustab võime oksüdeeruda või reageerida mitmesuguste ainetega (õhuhapniku, hapete, leelistega jm). Mida kiiremini reageerib metall teiste elementidega, seda kiiremini see puruneb. Metallide keemilist purunemist nimetatakse korrosiooniks
= 1000 kg/m 3 t1 = 20 0 C Q = U + A . t 2 = 60 0 C Kuna vee soojendamisel on vee soojuspaisumine tühine, siis võime c = 4200 J/(kg·K) lugeda, et vee soojendamisel on tehtud paisumistöö võrdne nulliga U = ? A = 0 ja siseenergia muutus on võrdne veele antud soojushulgaga U = Q Veele soojendamisel antud soojushulga aga arvutame vee erisoojuse kaudu valemiga Q = c m T , kus m on vee mass ja T = t 2 - t1 temperatuuri muutus soojendamisel. Meil on antud vee hulk liitrites, vaja on selle veekoguse massi. Vee massi saame arvutada vee tiheduse ja ruumala kaudu m = V (seetõttu lisasime algandmetesse vee tiheduse). Peale lihtsaid asendusi saame vee siseenergia muudu arvutamise valemi 4 U = c V (t 2 - t1 ) , mis peale andmete asendamist annab tulemuseks
erisoojuseks ning ta arvutatakse valemist (38) c = Q / (m T) (39) Aine erisoojuseks nimetatakse soojushulka, mida on vaja anda massiühiku kuumutamisel temperatuuri tõstmiseks ühe kraadi võrra. SI-süsteemis mõõdetakse soojust dzaulides (J), temperatuuri Kelvini skaala järgi (K). Soojustehnikas on säilinud ka mittesüsteemne soojushulga ühiku kalor (kal) ja kilokalor (kkal). Seega erisoojuse ühikuks SI-süsteemis on J/kgK, kasutusel vahel ka kkal/kgK ja kal/g0C 1 kal = 4,187 J Tahkete ainete ja vedelike erisoojus alati positiivne, see tähendab, et soojuse andmisega kaasneb alati temperatuuritõus. Gaasi erisoojus oleneb soojusvahetusest keskkonnaga. Gaas soojenedes võib paisuda ja teha tööd, st võib vahetada ümbritseva keskkonnaga soojust ja tööd. Gaasi poolt saadav soojushulk võib olla erinev erinevatel soojusvahetusprotsessidel ja ei olene gaasi alg-ja
dq protsessides entroopia alati suureneb, kuna esinevad mitmesugused kaod. ds . T 11. Erisoojused. Termodünaamilise keha erisoojuseks nimetatakse soojushulka, mida vajab teatud kogus ainet muutmaks oma temperatuuri ühe ühiku võrra. C=dq/dT J/(kg·K) Sõltuvalt termodünaamiliseprotsessi olemusest (erisoojuse määramise tingimustest) võib ühel ja samal kehal olla mitu erinevat liiki erisoojust. Erisoojuse arvväärtused võivad muutuda vahemikus –∞ kuni +∞. Soojustehnikas leiavad ulatuslikumat kasutust aine isohoorne ja isobaarne erisoojus. Püsimahuline ehk isohoorne erisoojus cv saadakse, kui termodünaamilise keha maht erisoojuse määramisel jääb konstantseks. Sellisel juhul dv = 0. Püsirõhuline ehk isobaarne erisoojus cp saadakse
viieks alapeatükiks. Peatükis toodakse välja süsihappegaasi põhiandmed, räägitakse selle ajaloost ning kuidas Joseph Black sellega seotud on, räägitakse süsihappegaasi eraldumisest ja toomisest, kuidas seda tööstuslikult saab toota, samuti tuuakse välja CO2 kasutusalad ning kuidas süsihappegaasi kasutatakse söökides ja jookides. Kolmandast peatükist saab põgusa ülevaate erisoojusest. Saadakse lähemalt tuttavaks erisoojuse tähisega ning sellega seotud soojusbilansi arvutamise valemitega. Neljandast peatükist saab teada, mis on sulamissoojus ning sellega seotud põhilisi andmeid. Saame teada, kuidas seda defineerida, mis sellest oleneb jne. Viiendas ning viimases informatiivses põhipeatükis käsitletakse aurustumissoojust. Saame teada, kuidas aurustumissoojust defineeritakse, mis on selle mõõtühik ning mis sellest sõltub. 2. Joseph Blackist Joseph Black sündis 17
Õhu niiskuse määramiseks kuiva ja niiske termomeetri näidu järgi kasutatakse ka psühromeetri diagrammi või tabelit [9, lk. 562]. 1.4. Õhu soojussisaldus Erisoojus on soojushulk teatud ainehulga temperatuuri tõstmiseks 1 K võrra. Erista- takse massierisoojust, J/(kg·K), mahuerisoojust, J/(m3·K), ja moolerisoojust, J/(kmol·K). Niiske õhu massierisoojus antakse kuiva õhu massiühiku kohta. See erisoojus on kuiva õhu erisoojuse ja veeauru erisoojuse summa: d cnõ = ckõ + cva , (1.11) 1000 kus ckõ on kuiva õhu erisoojus, ckõ =1,005 kJ/(kg·K) vahemikus 0...100 ºC, cva veeauru erisoojus, cva =1,8 kJ/(kg·K). Niiske õhu soojussisaldus (entalpia), kJ/kg, on avaldatav valemiga h = 1,005 + (2500 + 1,8068 ) d 10 -3 , (1.12) kus on õhutemperatuur, ºC.
Milline on soojushulga põhiühiku nimetus ja tähis? 5. Mida tähendab kalor (cal)? 6. Teisenda 500cal = J 2,5kJ= cal 7. Mida tähendab füüsikaline suurus erisoojus? Erissojus on füüsikaline suurus, mis näitab soojushulka (Q), mis tuleks anda ühikulise massiga kehale, selle temperatuuri tõstmiseks ühe kraadi võrra. 8. Kirjuta soojushulga arvutamise valem keha massi, temperatuuri muudu ja erisoojuse kaudu. 9. Keha temperatuur oli enne soojendamise algus 10°C. Kehale anti mingi soojushulk, mille tagajärjel saavutas keha temperatuuri 25°C.Milline oli temperatuuri muut? 10. Klaasist kehale massiga 2kg anti 300J soojust. Arvuta temperatuuri muut. (erisoojus võta lk.32 tabelist) 9I füüsika (8) 28.september 2012 10.1. Metanooli erisoojus on 2500J/(kg·K). Kui palju muutub 0,7
soojuskadu. Kao saab arvutada lihtsa soojushulga valemiga Q2 = c’ · V · Δt – see on ühe kilogrammi kütuse kohta, ehk siis kaoprotsendi q2 = Q2/Qat Kuna tegemist on gaasiseguga, siis peaks arvesse võtma kõigi komponentide erisoojused – seega kaalutud keskmine erisoojus. Kuna Veeaur sisaldab lahkudes ka aurustussoojust, siis tuleks ka see kadude poolele kanda. a. Kaalutud erisoojuse arvutamine gaasisegule i =1 37,68 29,31 kJ c' = ∑ ri ⋅ c'i = (0,09012 + 0,10895) ⋅ + (0,7070 + 0,09391) ⋅ = 1,383 i=n 22,4 22,4 K ⋅ m 30 b. Soojuskao q2 arvutamine 1,383 ⋅ 8,323 ⋅ 200
hõbe, vask ja alumiinium. Raua soojusjuhtivus on ligi kolm korda väiksem alumiiniumi omast. Halva soojusjuhtivusega metalli kuumutamisel ja järsul jahutamisel (termotöötlemisel, keevitamisel) tekivad sellesse praod. Soojusjuhtivuse ühik on vatt meetri ja kelvini kraadi kohta(W/m.K). Soojusmahtuvus Soojusmahtuvus on kehale antava soojushulga ja keha temperatuuri vastava muutuse suhe. Soojusmahtuvuse ühikuks on dzaul kelvini kohta (J/K). Metallide soojusmahtuvust võrreldakse erisoojuse abil. Erisoojus on soojushulk, mis kulub ühikulise massiga keha soojendamiseks temperatuuriühiku võrra. Erisoojuse ühik on dzaul kilogrammi ja kelvini kohta (J/kg K). Metallidel ja nende sulamitel on teiste ainetega võrreldes väike soojusmahtuvus, mistõttu nende kuumutamiseks kulub vähe soojust. Soojuspaisumine Soojuspaisumine on keha mõõtmete muutumine soojenemisel (metallide soojenemisel mõõtmed suurenevad, jahtumisel vähenevad). Soojuspaisumist iseloomustab joonpaisumistegur
Pole võimalik selline protsess, mille AINUS tulemus oleks soojuse ülekanne külmalt kehalt soojemale Välisjõudude puudumisel võib mis tahes süsteemi entroopia ainult kasvada (piirjuhul olla konstantne) dS=dQ/T On võimatu ehitada teist liiki igiliikurit(masin, mis liigub või teeb tööd igavesti) s.o. niisugust perioodiliselt töötavat mootorit, mis muudaks mingist reservuaarist võetava soojuse täielikult tööks. 38.Ideaalse gaasi entroopia. Konstantse erisoojuse korral ideaalse gaasi entroopia avaldub valemina T2 p2 ΔS=cp ln T 1 – R ln p1 Muutuva erisoojuse puhul avaldub valemina T2 p2 ΔS=a ln T 1 – R ln p1 + b ΔT , a, b – konstandid, p – rõhk, T – temp, S - entroopia 39.Entroopia statistiline tõlgendus . Kui süsteemil on võrde maksimaalse tõenäosusega olekuid mitu, võib süsteem minna ühest niisugusest olekust teise
m( t L - t A ) ta on arvuliselt võrdne selle soojushulgaga, mida on vaja anda kindla massiga kehale selleks, et keha temp. tõuseks ühe kraadi võrra, sel juhul, kui ei toimu agregaatoleku muutust. Q 1J J Q = cm( t L - t A ) c = SI : =1 SI-s on erisoojuse ühikuks võetud sellise aine m( t L - t A ) 1kg 1K kg K erisoojus, millest valmistatud keha temp. tõstmiseks 1K võrra, tuleb sellele kehale anda soojushulk 1J, juhul kui keha mass on 1 kg ja seda ühikut nim. üheks dzauliks kilogramm-kraadi kohta (1J / kg K ) Sageli kasutatakse ka süsteemiväliseid mõõtühikuid soojushulga jaoks: 1kcal ja 1cal (1kcal=103 cal). 1kcal on soojushulk, mis on vajalik anda 1 kg veele selleks, et selle temp
Soojusmahtuvus. Erisoojus. Soojusmahtuvus- soojushulk, mis on vaja keha (mitte vee) soojendamiseks 1 kraadi võrra. Mida suurem on keha mass, seda suurem on soojumahtus ja seda enam on soojust vaja tema soojendamiseks 1 kraadi võrra. 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
maksimaalse väärtuse, kui kahe gaasi molekulid on täielikult segunenud. Entroopiat TD II seaduses: Välisjõudude puudumisel võib mis tahes süsteemi entroopia ainult kasvada. Entroopia kasvamise tulemusena süsteem läheb süsteem üle väiksema termodünaamilise tõenäosusega olekust suurema tõenäosusega olekusse. Vastupidine protsess ei ole suletud süsteemis võimalik. Süsteemile mingi soojushulga andmine suurendab alati süsteemi entroopiat. Ideaalse gaasi entroopia- Konstantse erisoojuse korral ideaalse gaasi T2 p2 entroopia avaldub valemina ΔS=cp ln T – R ln p1 Muutuva erisoojuse puhul 1 T2 p2 avaldub valemina ΔS=a ln T – R ln p1 + b ΔT , a, b – konstandid, p – rõhk, T 1 – temp, S - entroopia
liigist ja temperatuurist Piki kiudu on standardniiske männipuidu soojaerijuhtivus ligikaudu 1,8 korda suurem kui risti kiudu, olles piki kiudu 0,22 W/m0C, risti kiudu aga 0,14 W/moC. Puidu niiskuse suurenemisel 1% võrra puidu soojajuhtivus kasvab 1,2% võrra. Heli levib puidus 2-17 korda kiiremini kui õhus. SOOJAMAHTUVUS Puidu soojamahtuvus on sõltuv temperatuurist ja niiskusest ja seda väljendatakse erisoojuse kaudu. Puidu keskmine soojamahtuvus on 1,356 kJ/kg0C Võrdluseks: vesi 4,187; teras 0,502; vask 0,376; alumiinium 0,920; betoon 0,880-1,040 kJ/kg0C. Kuna puu tihedus on väike, ei saa puitu, vaatamata tema suurele soojaerimahtuvusele käsitleda sellise sooja salvestajana nagu seda on raskemad materjalid, näiteks tellised ja betoon. TEMPERATUURIPAISUMINE Temperatuuri muutumise mõju puidule väljendatakse temperatuuripaisumise koefitsiendiga.
Head soojusjuhid on hõbe, vask ja alumiinium. Raua soojusjuhtivus on ligi kolm korda väiksem alumiiniumi omast. Halva soojusjuhtivusega metalli kuumutamisel ja järsul jahutamisel (termotöötlemisel, keevitamisel) tekivad sellesse praod. Soojusjuhtivuse ühik on vatt meetri ja kelvini kraadi kohta(W/m.K).Soojusmahtuvus- on kehale antava soojushulga ja keha temperatuuri vastava muutuse suhe. Soojusmahtuvuse ühikuks on džaul kelvini kohta (J/K). Metallide soojusmahtuvust võrreldakse erisoojuse abil. Erisoojus on soojushulk, mis kulub ühikulise massiga keha soojendamiseks temperatuuriühiku võrra. Erisoojuse ühik on džaul kilogrammi ja kelvini kohta (J/kg K). Metallidel ja nende sulamitel on teiste ainetega võrreldes väike soojusmahtuvus, mistõttu nende kuumutamiseks kulub vähe soojust. Soojuspaisumine- on keha mõõtmete muutumine soojenemisel (metallide soojenemisel mõõtmed suurenevad, jahtumisel vähenevad). Soojuspaisumist iseloomustab joonpaisumistegur
n p = p1 + p 2 + .... + p n = pi [Pa] i =1 Mi Suhteline osamass: mi = ; m1 + m2 + ..... + mn = 1 M V Suhteline osamaht : ri = i ; r1 + r2 + ..... + rn = 1 V M on segu kogumass, V on segu koguruumala, Mi on komponendi mass, Vi on komponendi ruumala. 12. Soojusmahtuvuse ja erisoojuse mõiste. Nende matemaatilised avaldised ja mõõtühikud. Soojusmahtuvus nim. soojushulka, mis on vaja juurde juhtida kehale, et tõsta tema temperatuuri 1 kraadi võrra.(oleneb aine massist, mida suurem seda rohkem soojust vaja) Q C= ; [J/K] diferentsiaalkuju : C=dQ/dt T2 - T1 Erisoojus nim. soojushulka mis on vaja juurde juhtida ühele hulgaühikule, et tõsta temp. 1 kraadi võrra. q
n p p1 p 2 .... p n pi [Pa] i 1 Mi Suhteline osamass: mi ; m1 m2 ..... mn 1 M V Suhteline osamaht : ri i ; r1 r2 ..... rn 1 V M on segu kogumass, V on segu koguruumala, Mi on komponendi mass, Vi on komponendi ruumala. 12. Soojusmahtuvuse ja erisoojuse mõiste. Nende matemaatilised avaldised ja mõõtühikud. Soojusmahtuvus nim. soojushulka, mis on vaja juurde juhtida kehale, et tõsta tema temperatuuri 1 kraadi võrra.(oleneb aine massist, mida suurem seda rohkem soojust vaja) Q C ; [J/K] diferentsiaalkuju : C=dQ/dt T2 T1 Erisoojus nim. soojushulka mis on vaja juurde juhtida ühele hulgaühikule, et tõsta temp. 1 kraadi võrra. q c ; [J/kg*K] diferentsiaalkujul: c=dq/dt
võrdub nulliga dq T D 54. Mis on erisoojus ja tema liigid Erisoojuseks nimetatakse soojushulka, mis on vaja anda teatud kogusele kehale tematemperatuuri tõstmiseks ühe kraadi võrra Leiavad kasutamist kolme liiki erisoojused: 1) masserisoojus - c J/(kg K), antuna l kg gaasi kohta; 2) mahterisoojus - c' J/(m3 K), antuna l m3 gaasi kohta; 3) moolerisoojus - C J/(mool K), antuna l mooli gaasi kohta. 55. Erisoojuse määramise viisid. Keha erisoojus sõltub sellest, millistes tingimustes toimub tema kuumutamine. Erisoojustest kõneldes peame teadma, millistel tingimustel nad on määratud. Erisoojus püsival mahul cv ehk isohooriline erisoojus saadakse siis, kui gaasi maht temperatuuri tõstmisel jääb konstantseks. Erisoojus püsival rõhul cp ehk isobaariline erisoojus saadakse gaasi kuumutamisel püsival rõhul 56. Mayeri võrrand ja järeldused temast.
55. Mis on erisoojus ja tema liigid Erisoojuseks nimetatakse soojushulka, mis on vaja anda teatud kogusele kehale tema temperatuuri tõstmiseks ühe kraadi võrra. Leiavad kasutamist kolme liiki erisoojused: 1) masserisoojus - c J/(kg K), antuna l kg gaasi kohta; 2) mahterisoojus - c' J/(m3 K), antuna l m3 gaasi kohta; 3) moolerisoojus - C J/(mool K), antuna l mooli gaasi kohta. 56. Erisoojuse määramise viisid. keha erisoojus sõltub sellest, millistes tingimustes toimub tema kuumutamine. Erisoojustest kõneldes peame teadma, millistel tingimustel nad on määratud. Erisoojus püsival mahul cv ehk isohooriline erisoojus saadakse siis, kui gaasi maht temperatuuri tõstmisel jääb konstantseks. Erisoojus püsival rõhul cp ehk isobaariline erisoojus saadakse gaasi kuumutamisel püsival rõhul 57. Mayeri võrrand ja järeldused temast.
langeb normaalselt väärtuselt 36,7 0C eluohtliku kriitilise temperatuurini 32,0 0C ? Inimese mass on 80 kg, inimkeha erisoojus lugeda võrdseks vee erisoojusega. (1,6 MJ) 6.2 Kui palju tuleb lisada 200 g veele temperatuuril 20 0C keemistemperatuuril olevat vett, et saada lõpptemperatuuriks 50 0C ? (120 g) 6.3 Kui suur on 2 kg vase soojendamiseks temperatuurilt 20 0C temperatuurini 50 0C vajaminev soojushulk? (23 kJ) 6.4 Seatina erisoojuse leidmiseks kuumutatakse1 kg seatina keevas vees temperatuurini 100 0C ja asetatakse seejärel termosesse, milles on 2 L jääkülma vett temperatuuriga 0 0C. Leida seatina erisoojus kui seatina ja vee lõpptemperatuuriks termoses on 2,7 0C. (230 J/(kg·K)) 6.5 Termoses olevale 5 L veele temperatuuriga 50 0C lisatakse 1 kg jääd temperatuuriga 0 0C. Milline on lõpptulemusena tekkinud vee temperatuur ? (28,4 0C) 6.6 Kui palju soojust kulub toatemperatuuril 20 0C oleva 20 g plii sulatamiseks
Enimlevinud tähis on c.Nii koolifüüsikas kui ka mujal kasutatakse erisoojust tüüpiliselt mitmesuguste soojusbilansi ülesannete lahendamisel. Kui näiteks anumasse massiga m1, temperatuuriga t1 ja erisoojusega c1 valada veekogus massiga m2, temperatuuriga t2 ja erisoojusega c2, siis süsteemi temperatuur peale tasakaalu saavutamist avaldub (võimalikke soojuskadusid arvestamata) Erisoojus on aine soojuslikke omadusi iseloomustav füüsikaline suurus. Erisoojuse mõõtühik on üks dzaul kilogramm-kelvini kohta. Erisoojus näitab, kui suur soojushulk kulub 1 kg aine temperatuuri tõstmiseks 1 K võrra. Jõumoment M on jõu ja tema õla korrutis. Jõu õlaks nimetatakse jõu mõjumise sihi kaugust pöörlemisteljest. Jõumoment iseloomustab vaadeldava jõu mõju keha pöörlemisele. Jõumomendi ühikuks SI-süsteemis on njuuton korda meeter (1 N . m). Jõumoment kui vektor on
4 On aineid, milles suur osa juurdeantavast soojusenergiast läheb molekulisisesteks võnkumisteks ja pöörlemiseks. Kas selliste ainete erisoojused on suuremad või väiksemad kui teistel? Miks? Väiksem, kuna soojusenergia kasutatakse ära molekulides enestes, mitte molekulide vahel. 5 Kõrbeliiva päevaste ja öiste temperatuuride erinevus on suur (ca 50 60 kraadi). Mida võib sellest järeldada kõrbeliiva erisoojuse kohta? Kõrbeliiv on väikese erisoojusega. 6 Kes võidab, kas gaasikontor või teie, kui gaasi enne mõõtjasse juhtimist soojendatakse? Gaasikontor 7 Metallist seibi kuumutatakse. Kas seibi ava läbimõõt jääb endiseks, suureneb või väheneb? Ava läbimõõt väheneb 8 Kui võtta pihku nael ja torgata see teise otsaga vastu jääd, siis varsti tunneme, et nael läheb külmaks. Kas külm tuli mööda naela meieni?
Soojushulka mõõdetakse energiaühikutes, seega dzaulides. Soojushulga arvutamiseks kasutatakse valemit: Q = cmt. , kus c on aine erisoojus, m keha mass ja t keha temperatuuri muut (lõpp- ja algtemperatuuride vahe). 2 Aine erisoojus on füüsikaline suurus, mis näitab, kui suur soojushulk tõstab ühikulise massiga keha temperatuuri ühe kraadi võrra. Aine erisoojuse ühik on J 1 kg C . Tavaelus kasutatakse laialt mõistet soojus. Selle all mõistetakse siseenergia hulka, mida soojem keha annab külmemale üle soojusvahetuse käigus. 4.1.2. Termodünaamika I printsiip Termodünaamikas vaadeldakse protsesse tavaliselt suletud ehk soojuslikult isoleeritud süsteemis (näiteks suletud termospudel). Selliseks süsteemiks on kehade kogum, mis on soojusvahetuses ainult omavahel, mitte aga väljaspool kogumit asuvate kehadega
mõju keskmise potentsiaalse energia absoluutväärtusest väiksem, tahkistes aga veelgi väiksem - seetõttu on agregaatolekuks vedel või tahke kuju. Energiahulka, mida keha soojusvahetuse teel saab või ära annab, nimetatakse soojushulgaks, mille tähis on Q ja mõõtühik 1 J. Kui agregaatoleku muutust ei toimu, siis soojendamisel kuluv või jahtumisel eralduv soojusehulk on võrdne aine massi - m ( kg ), erisoojuse - c ( J / kg K ) ning temperatuuri muudu t või T korrutisega. kuna t = t2 -t1 ,siis Q = cmt ; Q =cmT Q = cm ( t2 t1) Kui toimub ühest agregaatoleku muutus, siis üleminekuks kuluv soojushulk või vastassuunalisel üleminekul eralduv soojushulk võrdub: Sulamisel ja tahkestumisel - keha massi ja sulamissoojuse korrutisega Q= m
annaabi.ee 
