4. Puidu erisoojus on u 3x suurem kui liival (835 K kg 1 K 1). Järelikult 1 kg puidu soojendamiseks kuluv soojushulk on suurem kui sama koguse liiva soojendamiseks kuluv soojushulk. 5. Aurustumiseks vajalik soojushulk sõltub (mitu) a. ainekoguse massist c. Aine aurustumissoojusest 6. Jää sulamistemp on 273 kraadi a. absoluutses temperatuuriskaalas (K) 7. Soojusülekandel ülekantav soojushulk sõltub (mitu) a. keha temperatuurist b. Aine erisoojusest c. Massist d. Aine tihedusest e. Keha temperatuuri muudust 8. Välise rõhu kasvades keemistemperatuur a. kasvab 9. Kas soojushulk võib olla negatiivne? b. Jaa, kui süsteem annab vastava soojushulga ära 10. soojuspaisumine on tingitud a. molekulide arvu suurenemisest b. Molekulide keskmise vahekauguse suurenemisest c. Molekulide ruumala suurenemisest 11. soojuspaisumisel keha tihedus a. jääb samaks b. väheneb c. Suureneb 12
kristallstruktuuri. (Aga soojusliikumine segab selle väljakujunemist). Molekulide korrapärasuse alged olemas, kuid ei ole püsiv! o Nimeta ülekandenähtused vedelikes. Difusioon esineb vedelikes, kuid tunduvalt aeglasemalt kui gaasides. Dirusiooni kiirus vedelikes tõltub temperatuurist ja ka sellest, et veel on suurem tihedus. Soojusjuhtivus on vedelikel suurem kui gaasidel. Sõltub ka aine tihedusest ja erisoojusest. Vedelikes määravad sisehõõrde põhiliselt molekulidevahelised tõmbejõud. Kui molekulid liiguvad vedelikus mingis kindlas suunas, siis haaravad nad naabermolekule kaasa (tänu tõmbejõududele mitte põrgetele!!!!). o Millest sõltub pindpinevustegur? Vedelikust, pinnasest, temperatuurist. o Millest ja kuidas sõltub kapillaarvee tõus? Jämedates torudes takistab raskusjõud pindpinevusest ja märgamisest tingitud vedelikusamba tõusmist või langemist
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. cp=cv+R või cp-cv=R Mayeri võrrandist nähtub, et isobaariline erisoojus on alati suurem isohoorilisest erisoojusest, kuna gaasikonstant R>0. Ideaalse gaasi isohoorilisel kuumutamisel kulub soojus ainult siseenergia suurendamiseks, isobaarilisel kuumutamisel aga nii siseenergia suurendamiseks kui ka paisumistöö sooritamiseks Gaasi temperatuuri tõusul l kraadi võrra on siseenergia suurenemine mõlemal juhul sama. Isobaarilisel kuumutamisel aga lisaks siseenergia suurenemisele teeb keha ka mehaanilist tööd, millest tingituna isobaariline erisoojus osutubki isohoorilisest erisoojusest suuremaks
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. cp=cv+R või cp-cv=R · Mayeri võrrandist nähtub, et isobaariline erisoojus on alati suurem isohoorilisest erisoojusest, kuna gaasikonstant R>0. · Ideaalse gaasi isohoorilisel kuumutamisel kulub soojus ainult siseenergia suurendamiseks, isobaarilisel kuumutamisel aga nii siseenergia suurendamiseks kui ka paisumistöö sooritamiseks · Gaasi temperatuuri tõusul l kraadi võrra on siseenergia suurenemine mõlemal juhul sama. Isobaarilisel kuumutamisel aga lisaks siseenergia suurenemisele teeb keha ka mehaanilist
Agensi lõpptemperatuuri on võimalik arvutada. 13. Miks on regeneraatorite puhul liikumapanev jõud (Δt) üldjuhul konstantne ning keskmist leidma ei pea? Kuna toode on ise ühtlasi agens, nii palju kui üks soeneb, teine jahtub. Teda on eri pooltel samas koguses. 14. Millistest teguritest sõltub soojusvaheti soojuslik koormus / soojushulk Q? Q = G ∙ c ∙(tk – tm) G – toote tootlikkusest, toote kogus/liini tootlikkus c – toote erisoojusest, toote kõrgeima ja madalaima temperatuuri vahe. 15. Millistest teguritest sõltub soojusvaheti soojuslik koormus keetmisel? Q=W∙r Tootest aurunud vee kogusest W ja aurustumissoojusest r. 16. Mida näitab soojusvaheti soojuslik kasutegur ŋ ning mille arvutamiseks seda kasutatakse? Näitena – kui ŋ = 0,9, siis 90% kasutati ära. Väljendab ära kasutatud soojushulga kasulikku suhet, läheb vaja tööainete kulu arvutamisel. 17
2. Mis on märgamine ja mittemärgamine? Märgamine on olukord, kus vedelik mööda pinda laiali voolab. Mittemärgamine on olukord, kus pindpinevuse tõttu võtab vedelik kera kuju. 3. Võrdle ja põhjenda difusiooni ja soojusjuhtivust vedelikes ja gaasides. Difusioon on vedelikes väiksema kiirusega, sest vedelik on palju tihedam ja seega molekulid põrkuvad ajaühikus tunduvalt rohkem. Vedelike soojusjuhtivus on gaaside omast parem, kuna soojusjuhtivus oleneb ka aine tihedusest ja erisoojusest, siis tänu nendele on vedelike soojusjuhtivus parem. (Vedelike tihedus on u. 1000 korda suurem ning ka erisoojus on suurem.) Difusioon – ühe aine molekulide tungimine teise aine molekulide vahele. Soojusjuhtivus – soojuse levik molekulide vastastikmõju tulemusena. 4. Mis on amorfne aine ja võrdle seda tahkisega? Näited Amorfne aine – tahke aine, millel on omadus voolata väga aeglaselt. Näiteks klaas, plastiliin ja pigi
väga tähtsal kohal ning seetõttu on selle kohta ka palju informatsiooni, seega peatükk jaguneb 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
2. Mis on märgamine ja mittemärgamine? Märgamine on olukord, kus vedelik mööda pinda laiali voolab. Mittemärgamine on olukord, kus pindpinevuse tõttu võtab vedelik kera kuju. 3. Võrdle ja põhjenda difusiooni ja soojusjuhtivust vedelikes ja gaasides. Difusioon on vedelikes väiksema kiirusega, sest vedelik on palju tihedam ja seega molekulid põrkuvad ajaühikus tunduvalt rohkem. Vedelike soojusjuhtivus on gaaside omast parem, kuna soojusjuhtivus oleneb ka aine tihedusest ja erisoojusest, siis tänu nendele on vedelike soojusjuhtivus parem. (Vedelike tihedus on u. 1000 korda suurem ning ka erisoojus on suurem.) Difusioon ühe aine molekulide tungimine teise aine molekulide vahele. Soojusjuhtivus soojuse levik molekulide vastastikmõju tulemusena. 4. Mis on amorfne aine ja võrdle seda tahkisega? Näited Amorfne aine tahke aine, millel on omadus voolata väga aeglaselt. Näiteks klaas, plastiliin ja pigi
soojusjuhtivus 4. Puidu erisoojus on ~3x suurem kui liival. Järelikult 1 kg puidu soojendamiseks kuluv soojushulk on suurem kui sama koguse liiva soojendamiseks kuluv hulk. 5. Aurustumiseks vajalik soojushulk sõltub: aine massist ja aine aurustumissoojusest. 6. Jää sulamis temp. on 273 kraadi: absoluutses ehk Kelvini temperatuuriskaalas. 7. Soojusülekandel ülekantav soojushulk sõltub: aine erisoojusest, keha temperatuuri muudust, massist 8. Välise rõhu kasvades keemistemperatuur: kasvab 9. Kas soojushulk võib olla negatiivne? jah, kui süsteem annab vastava soojushulga ära. 10. Soojuspaisumine on tingitud: molekulide keskmise vahekauguse suurenemisest. 11. Soojuspaisumisel keha tihedus: väheneb 12. Füüsikaline suurus, mis iseloomustab süsteemi korrastamatust on: entroopia 13. Keha molekulide kineetiline ja potentsiaalne energia summa on keha: siseenergia, 14
Süttimistemperatuur Iga põlev aine süttib vaid siis, kui ta on kuumutatud teatud temperatuurini. Põlemistemperatuur Süttimistemperatuur kindlustab vaid põlemise alguse, et põlemine kestaks peab koldes valitsema kõrgem temperatuur, kui see on süttimiseks tarvilik. Põlemistemperatuur oleneb: kütuse kütteväärtusest hapniku küllusest koldes ja tõmbest põlemisgaaside kaalust ja erisoojusest kolde konstruktsioonist kütuse niiskusest Ahju soojasalvestus Ahju soojasalvestusvõime ehk soojamahtuvuse saab leida valemiga Q= cmt kus c om materjali erisoojus KJ, m ahju soojasalvestava osa mass kg, t ahju ja toatemperatuuri vahe kraadides, näiteks kui ahju maht on välis kabariidid järgi on 1,5 m3 algtemperatuur 40 kraadi ja lõpptemperatuur 150 kraadi siis arvestades ahju
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. Adiabaatiline protsess on protsess, mille vältel süsteem ei ole väliskeskkonnaga soojusvahetuses. p1V1 ϰ =p2V2ϰ (adiabaatiline võrrand) ϰ- c p i+2 kapa ϰ= c v = i ,Q=0 A= Δu =-i/2 m/μ RΔT TV ϰ-1=consT. pV ϰ=consT. Joonis. Adiabaatilisel protsessil muutb rõhk ruumala muutudes kiiremini kui isotermilisel protsessil
temperatuuri muuduga, keha massiga ja sõltub ainest. SISEENERGIA Siseenergia on MKT seisukohalt molekulide kineetilise ja potentsiaalse energia summa. Siseenergiat võib defineerida ka makrokäsitlusest lähtuvalt. Siseenergiaks nimetatakse TD parameetrit, mis on võrdeline absoluutse temperatuuriga. Tähis U, Ühik 1J U = CT U siseenergia muut 1J C võrdetegur, mis sõltub erisoojusest ja keha massist soojusmahtuvus T temperatuurimuut 1K Siseenergia levimist ühelt kehalt teisele nimetatakse soojusülekandeks. Siseenergiat saab muuta soojusülekandega või mehaanilist tööd tehes. SOOJUSMASIN Soojusmasin on masin, kus siseenergia muundub mehaaniliseks energiaks. Soojusmasina põhiosadeks on soojendi, jahuti ja töötav keha. Q1 Q2
4. Puidu erisoojus on umbes 3 korda suurem kui liival. Järelikult 1 kg puidu soojendamiseks kuluv soojushulk on suurem kui sama koguse liiva soojendmiseks kuluv soojushulk. 5. Aurustumiseks vajalik soojushulk sõltub a. Aine aurustumissoojusest b. Ainekoguse massist 6. Jääa sulamistemperatuur on 273 kraadi a. Absoluutses temepratuuriskaalas 7. Soojusülekandel ülekantav soojushulk sõltub a. Keha temperatuuri muudust b. Aine erisoojusest c. Massist 8. Välise rõhu kasvades keemistemperatuur a. Kasvab 9. Kas soojushulk võib olla negatiivne? a. Jah, kui süsteem annab vastava soojushulga ära 10. Soojuspaisumine on tingitud a. Molekulide keskmise vahekauguse suurenemisest 11. Soojuspaisumisel keha tihedus a. Väheneb 12. Füüsikaline suurus, mis iseloomustab süsteemi korrastamatust, on entroopia 13
Erisoojus jääval rõhul- Kui gaasi jääval rõhul soojendada, siis gaas paisub, tehes pos. tööd. Järelikult on sel juhul gaasi temp-i tõstmiseks tarvis rohkem soojust kui soojendamisel jääva ruumala korral (osa soojust kulub gaasi paisumistööks). Gaasi temp tõstmiseks on vaja rohkem soojust kui soojendamisel jääva ruumala korral. Erisoojus Ce on soojushulk, mis kulub, et tõsta ühikulise massiga keha soojust ühe kraadi võrra. (J/kg*K) Erisoojus jääval rõhul on suurem erisoojusest jääval ruumala universaalse gaasikonstandi võrra. Cp=Cv+R 31,* Adiabaatiline protsess ja adiabaadi võrrand. Adiabaatiline protsess on protsess, mille vältel süsteem ei ole väliskeskkonnaga c p i+2 soojusvahetuses. p1V1 ϰ =p2V 2 ϰ (adiabaatiline võrrand) ϰ- kapa ϰ= c = i
52. Miks on regeneraatorite puhul liikumapanev jõud (t) üldjuhul konstantne ning keskmist leidma ei pea? Kuna mõnedes soojusvahetites (või nende sektsioonides) voolab küttepinna eri pooltel sama vedelik samas (või ligilähedaselt samas) koguses. 53. Millistest teguritest sõltub soojusvaheti soojuslik koormus / soojushulk Q? Q= G c (tk tm) Sõltub: aparaadi tootlikkusest, toote erisoojusest, vastavalt toote kõrgemast ja madalamast temperatuurist. 54. Millistest teguritest sõltub soojusvaheti soojuslik koormus keetmisel? Q = W * r Sõltub: tootest aurunud vee kogusest, vee aurustumissoojusest. 55. Mida väljendab / näitab soojusülekandetegur k? Soojusülekandetegur väljendab soojusvahetite soojuslikku efektiivsust. Mida suurem k, seda efektiivsem / intensiivsem on soojuslik protsess ning seda väiksem on vajalik küttepinna suurus. 56
c´ = C/22,4 = 0c J/ m3K C = c = 22,4 c´ J/molK , kus 0 - gaasi tihedus normaaltingimustel, - gaasi moolmass. 4.2. Gaaside erisoojused. Gaas erineb oma füüsikaliste omaduste poolest tunduvalt vedelikest ja tahketest ainetest. Välisrõhu muutmisel on gaas kergesti kokkusurutav ning paisuv, täites ühtlaselt temale antud ruumala. Need gaasi omadused mõjutavad tema erisoojust, mistõttu gaaside puhul arvestatakse ühte kolmest erisoojusest: massiühikule ( massi erisoojus), (kilo)moolile (moolerisoojus) ja mahuühikule (mahterisoojus). Massierisoojuseks (c) nimetatakse soojushulka, mis on vajalik 1 kg gaasimassi soojendamiseks 1 K võrra. Kui valemis (39) massi m puhul kasutada kilogrammi asemel kilomooli, siis saamegi erisoojuse kilomooli kohta (tähis C). Ühikuks SI-süsteemis on J/ (kmolK); süsteemiväliselt on kasutusel ka kkal/(kmolK) ja kal/(mol0C). Kilomoole on
2 millest i 2 mR Q T2 T1 . (9.21) 2 Järelikult on gaasi erisoojus isobaarilisel protsessil i2 R cp . (9.23) 2 Valemeid (9.21) ja (9.23) võrreldes näeme, et gaasi isobaariline erisoojus on suurem isohoorilisest erisoojusest. See tähendab, et sama gaasikoguse temperatuuri tõstmiseks sama vahemiku võrra tuleb gaasile isobaarilisel protsessil anda rohkem soojusenergiat. Selle põhjuseks on asjaolu, et kui isohoorilise protsessi käigus läheb kogu gaasile antav soojusenergia gaasi temperatuuri tõstmiseks, siis isobaarilisel protsessil gaas lisaks veel paisub ja teeb seejuures tööd, osa gaasile antavast soojusest kulub töötegemiseks. Gaasi isobaariline moolsoojus arvutatakse i2
annaabi.ee 
