FÜÜSIKA
KOKKUVÕTTEV KONTROLLTÖÖ
10. klass 2007/2008
TRAJEKTOORIKS
– Trajektooriks nimetatakse joont, mida mööda liigub keha
punkt.
Trajektoori kuju saab liikumise järgi liigitada
sirgjooneliseks ja kõverjooneliseks.
Sirgjooneliselt liiguvad:
kukkuv kivi, pliiatsi tervalik sirgjoont tõmmates, auto või
rong sirgel teeosal jne. Sirgjoonelist liikumist kohtab looduses harva.
Tavaliselt on sirgjooneline vaid mõni osa trajektoorist.
Kõverjooneliselt
liiguvad: lendav lind, kaaslasele visatud pall,
kurvis sõitev auto, liuglev
paberileht jne.
Trajektoori suhtelisus tähendab, et erinevate kehade suhtes võib
liikuva keha
trajektoor olla erinev.
NIHE
– Nihe on füüsikaline
suurus,
vektor (suunatud sirglõik), mis ühendab keha alg- ja
lõppasukohta.
Tähis s Ühik 1 m
Nihe on suhteline suurus, st selle väärtus oleneb taustsüsteemi
valikust.
TEEPIKKUS
– Teepikkus on trajektoori
lõik, mis läbitakse kindla ajavahemiku jooksul.
Teepikkuseks nimetatakse füüsikalist suurust, mis on võrdne
trajektoori pikkusega, mille keha läbib mingi ajavahemiku jooksul.
Teepikkust tähistatakse tähega s.
Teepikkuse mõõtühik on 1m.
Ühtlasel liikumisel on teepikkus võrdeline
ajaga s
= vt TAUSTSÜSTEEM
– Taustsüsteemiks
nimetatakse taustkehaga seotud koordinaadistikku ja aja mõtmise
viisi.
KIIRUS
– Kiirus on füüsikaline suurus. Kiiruseks nimetatakse ajaühikus
sooritatud nihet.
Kiiruse ühik
on 1 m; 1 km kiiruseühik = pikkusühik
s s ajaühik
Keskmine kiirus näitab, kui
suure teepikkuse läbib kega keskmiselt ajaühikus.
Keha kiirus on suhteline.
v
= s v
– kiirus – 1m/s
t s
– nihe – 1 m
t – aeg – 1s
KIIRENDUS
– on füüsikaline suurus, mis näitab kiiruse muutu ajaühikus
(kiiruse muutumise kiirus)
a
= v – vo a
– kiirendus 1 m/s2
t v – kiirus mingil ajahetkel
– 1 m/s
vo
–
algkiirus – 1 m/s
t – aeg – 1s
- TRAJEKTOORI KUJU JÄRGI – sirgjooneline - kõverjooneline
- KIIRUSE JÄRGI
- Liikumist, kus keha kiirus ei muutu, nimetatakse ÜHTLASEKS LIIKUMISEKS.
- Liikumist, kus keha kiirus muutub, nimetatakse MITTEÜHTLASEKS LIIKUMISEKS. Mitteühtlase liikumise iseloomustamiseks kasutatakse keskmise kiiruse mõistet.
- KEHA ERINEVATE PUNKTIDE LIIKUMISE JÄRGI
- kulgev – kõik keha punktid liiguvad sama trajektoori mööda
- pöörlev – keha punktid liiguvad erinevaid trajektoore mööda
* RINGLIIKUMINE – Punktmassi liikumist ringjoonelisel trajektooril, kui keha läbib võrdsetes ajavahemikest võrdsed kaarepikkused, nimetatakse ühtlaseks ringliikumiseks.
J
oonkiiruseks nimetatakse ringjoonel liikumise kiirust v. Selle arvväärtus näitab, kui pika tee läbib keha mööda ringjoont ajaühikus.
v = l v – joonkiirus – 1m/s
t l – kaare pikkus – 1m
t – aeg – 1s
Nurkkiirus näitab kui suure pöördenurga läbib raadius ajaühikus.
= - nurkkiirus – 1rad/s
t - pöördenurk – 1rad
t – aeg – 1s
Periood – aeg, mille jooksul
sooritatakse üks täisring.
T = t = 2 T – periood – 1s
n t – aeg – 1s
n – ringjoonel liikuva keha poolt läbitud täisringide arv
Kesktõmbekiirendusks nimetatakse ringliikumise kiirenduseks. Suunatud
keskpunkti , kiirusvektoriga risti.
ak = v2/ r
NURKKIIRUS – Nurkkiirus on füüsikaline suurus, mis iseloomustab ringjoonelist liikumist.
Nurkkiirust mõõdetakse pöördenurga ja selle moodustamiseks kulunud aja suhtega.
Tähis , Ühik 1rad/s
= - nurkkiirus – 1rad/s
t - pöördenurk – 1rad
t – aeg – 1s
Nurkkiiruse ja joonkiiruse vahel kehtib seos: v = r
PERIOOD – Periood on
ajavahemik , mille jooksul ringjoonel liikuv keha teeb ühe täisringi.
Võnkliikumise korral on periood ajavahemik, mis kulub ühe täisvõnke sooritamiseks.
Perioodi tähis on T, ühik 1s
T = t T – periood – 1s
n t – aeg – 1s
n – ringjoonel liikuva keha poolt läbitud täisringide arv;
võngete arv
Periood ja sagedus on teineteise pöördväärtused:
T = 1 f = 1 T – periood – 1s
f T f – sagedus – 1Hz
SAGEDUS - Sagedus
näiab ringliikumise korral ajaühikus sooritatavate võngete arvu. Võnkliikumise korral on sagedus täisvõngete arv, mida keha sooritab ajaühikus.
Sageduse tähis on f, ühik on 1 Hz. Kasutatakse ka kordseid ühikuid, näiteks 1kHz, 1MHz.
f = n f – sagedus – 1 Hz
t n – võngete arv
t – aeg – 1s
1 Hz = 1 1
herts on selline sagedus, kui keha teeb ühe võnke sekundis.
1s
Periood ja sagedus on teineteise pöördväärtused:
T = 1 f = 1 T – periood – 1s
f T f – sagedus – 1Hz
Sageduse ühikuks SI-süsteemis on 1Hz (herts). Ühik on
tuletatud sageduse definitsioonvalemist. Sagedus näitab ajaühikus sooritatavate võngete/täisringide arvu.
f = n f – võnkesagedus – 1 Hz
t n – võngete arv
t – aeg – 1s
1 Hz = 1 1 herts on selline sagedus, kui keha teeb ühe võnke sekundis.
1sJÕUMOMENT – Jõumomendiks nimetatakse jõu ja jõu õla korrutist.
Jõumoment on füüsikaline suurus, mis iseloomustab jõu pööravat mõju. Jõumomentide kaudu sõnastatakse liikumatu pöörlemisteljega keha tasakaalutingimus.
Tähis m, ühik SI – süsteemis 1N*m
M = F * l M – jõumoment – 1N*m
F – jõud – 1N
l – jõu õlg – 1m
IMPULSIMOMENT – Impulsimomendiks ehk punktmassi pöörlemishulgaks nimetatakse tema impulsi ja trajektoori kõverusraadiuse korrutist.
Tähis L, ühik 1 kg*m2
s
L = pr = mvr L – impulsimoment - 1 kg*m2/s
p –
impulss – 1 kgm/s
m – keha mass – 1kg
v – kiirus – 1m/s
Kui keha pole punktikujuline, vaid omab lõplikke mõõtmeid, on tema impulsimoment võrdne keha ükskute punktide impulsimomentide
summaga .
RESONANTS – Resonants on võnkesüsteemis esinev nähtus, mis seisneb amplituudi olulises suurenemises juhul kui sundvõnkesagedus saab võrdseks omasagedusega.
Resonants tekib sundvõnkumise korral, kui sundvõnkumise sagedus saab võrdseks süsteemi enda võnkumise sagedusega.
Resonantsi saab kasutada; tuleb arvestada:
- tundmatu võnkesageduse määramisel
- pillide heli võimendamisel
- sildade ehitamisel
- kiikumisel
- auto poriaugust väljalükkamisel
* HARMOONILISE VÕNKUMISE VÕRRAND – Harmooniliseks võnkumiseks nimetatakse kõiki võnkumisi, mida saab kirjeldada
siinus - või koosinusfunktsiooni abil.
x = xm sin/cos t x – hälve – 1m
xm –
amplituud ehk maksimaalne hälve – 1m
-
ringsagedus ( = 2f)
t – aeg – 1s
sin –
siinusfunktsioon (
tasakaaluasend )
cos – koosinusfunktsioon (amplituudasend)
* VÕNKUMSTE LIIGITUS – Võnkumine on liikumine, mis kordub perioodiliselt kindla ajavahemiku järel,
kusjuures esialgsesse asendisse läheb keha sama teed mööda tagasi.
Võnkumise liigitus:
- Vabavõnkumine – võnkumine toimub süsteemisiseste jõudude mõjul. Vabavõnkumise tekkimiseks peab olema püsiv tasakaaluasend ja väline tõuge. Sumbuv võnkumine.
- Sundvõnkumine – võnkumine tekib mingi kindla välise perioodilise jõu mõjul. Võnkumine on sumbumatu.
- Isevõnkumine – esineb võnkesüsteemides, kuhu kuulub ka energiaallikas, millest saadava energiaga kompenseeritakse võnkumise energia teisteks energialiikideks muundunud osa. Amplituud ei muutu ajas – sumbumatu võnkumine.
Võnkumisel on energia. Kui võnkuvale kehale mõjub mingi
takistav jõud, tuleb selle ületamiseks energiat kulutada. Energia jäävuse seaduse kohaselt peab võnkuva süsteemi energia vähenema ja selle lõppedes lakkama – sumbuv võnkumine.
Võnkumist iseloomustava suurused:
- võnkesagedus – f (1Hz)
- võnkeperiood – T (1s)
- võnkeamplituud – xm (1m)
- hälve – x (1m)
INERTSUS – Inertsus on keha omadus, mis seisneb selles, et keha kiiruse muutumiseks kulub teatud aeg.
Keha inertsust iseloomustab füüsikaline suurus, keha mass. Mida suurem on keha inertsus, seda suurem on keha mass.
MASS – Mass on füüsikaline suurus, mis iseloomustab keha inertsust. Mida suurem on keha inertsus, seda suurem on keha mass.
Massi tähis on m, ühikuks SI-süsteemis 1kg.
Üks
kilogramm on etaloni mass, milleks on võetud 1 liitri puhta vee mass temperatuuril +4oC.
MASSI ÜHIKUKS – SI-süsteemis on 1 kilogramm (1kg).
Üks kilogramm on etaloni mass, milleks on võetud 1 liitri puhta vee mass temperatuuril +4oC.
1 kg on SI-süsteemi põhiühik.
Kilogramm on inersuse mõõtühik, st. mida suurem on keha inertsus, seda suurem on keha mass.
JÕUD – Jõud on vastastikmõju iseloomustav füüsikaline suurus. Jõud iseloomustab ühe keha mõju teisele kehale.
Tähis on F, Ühik on 1N.
Jõud põhjustab keha kiiruse muutuse. Jõud, millega kaks keha üksteist mõjutavad, on suuruselt võrdsed ja suunalt vastupidised. Jõud mõjub alati teatud kindlas suunas.
1
njuuton on selline jõud, mis annab kehale massiga 1 kg kiirenduse 1m/s2 .
Mehaanikas puutume kokku:
-
erijuht raskusjud
- erijuht kaal
JÕU ÜHIKUKS – SI-süsteemis on 1 njuuton.
See ühik on tuletatud Newtoni II seadusest
F = ma F – jõud – 1J
m – keha mass – 1kg
a – kiirendus – 1m/s2
1N = 1kg * 1m/s21 njuuton on selline jõud, mis annab kehale massiga 1 kg kiirenduse 1m/s2 .
RASKUSJÕUD – Raskusjõuks
nimetatakse Maa või mõne teise taevakeha lähedal asuvale kehale mõjuvat gravitatsioonijõudu.
Raskusjõu arvutamiseks kasutatakse gravitatsiooniseadust:
Fr = GMm Fr – raskusjõud – 1N
R2 G – gravitatsioonikonstant
M – maa mass – 6*1024 kg
Fr = GMm m – keha mass – 1kg
(R+h)2 R – Maa raadius – 6400km
h – keha kaugus Maa pinnast (raskusjõu arvutamiseks arvestataval kõrgusel – 1m
Raskusjõu arvuamiseks kasutatakse raskuskiirendust. Raskusjõud sõltub keha massist ja teguri g
suurusest .
F = mg F – jõud (1 N) g = GM
m – mass (1 kg) R2
g –
raskuskiirendus (9,8 m/s2)
KAAL – Keha kaal on jõud, millega deformeeritud keha rõhub toele või pingutab riputusvahendit.
Olemuselt on keha kaal elastsusjõud.
Kaalu ei tohi samastada raskusjõuga, sest:
- Kaal on rakendatud toele või riputusvahendile (raskusjõud kehale)
- Kaal on elastsusjõud (raksusjõud aga gravitatsioonijõud)
- Horisontaalsel alusel, mis on paigal või liigub ühtlaselt sirgjooneliselt, on keha kaal võrdne raskusjõuga
P = F P = mg P – keha kaal – 1N
m – mass (1 kg)
g – raskuskiirendus (9,8 m/s2)
- Kiirendusega liikuva keha kaal ei ole raskusjõga võrdne ka arvuliselt
- Kui keha liigub kiirendusega üles, on tema kaal
P = m(g+a) – ülekoormus
- Kui keha liigub kiirendusega alla, on tema kaal
P = m(g – a) – alakoormus
- Kui keha langeb vabalt, siis a = g ja keha on kaaluta olekus
P = 0 – kaaluta olek
IMPULSS –
Impulsiks ehk
liikumishulgaks nimetatakse keha massi ja kiiruse korrutist. Impulss on vektor, mille suund ühtib kiirusvektori suunaga.
p = mv p – impulss – 1 kgm/s
m – keha mass – 1kg
v – kiirus – 1m/s
Impulsi jäävuse seadus: suletud süsteemi
koguimpulss on mistahes vastastikmõju korral jääv.
p + p + ... + p = const m1v1 + m2v2 + ... + mnvn = m1v1 + m2v2 + ... + mnvnJõuimpulss on võrdne keha impulsi muuduga. Ft = mv
NEWTONI I SEADUS – Vastastikmõju puudumisel või vastastikmõjude kompenseerumisel on keha kas paigal või liigub ühtlaselt sirgjooneliselt.
(On olemas sellised taustsüsteemid, mille suhtes liikuvad kehad säilitavad oma kiiruse jäävana, kui neile ei mõju teised kehad või kui teiste kehade mõjud neile kompenseeruvad)
Newtoni I seadus määrab
inertsiaalsed taustsüsteemid (Taustsüsteemid, mille suhtes keha väliste jõudude kompenseerumisel liigub ühtlaselt ja sirgjooneliselt, Maaga seotud taustsüsteemid)
Nähtust, kus kõik kehad püüavad oma liikumise kiirust säilitada, nimetatakse
inertsiks . Seepärast nimetatakse Newtoni I seadust ka inertsiseaduseks.
NEWTONI II SEADUS – Keha kiirendus on võrdeline kehale mõjuva jõuga ja pöördvõrdeline keha massiga.
Newtoni II seadus määrab kiirenduse ehk liikumisoleku muutuse.
Newtoni II seaduse järgi sõltub kiirendus vastastikmõju intensiivsusest ehk sõltub jõust. Mida tugevam on kehale mõjuv jõud, seda suurem on kiirendus.
Kiirendus sõltub ka keha inertsusest. Mida suurem on keha inertsus, seda suurem on keha mass ja seda väiksema kiirenduse keha saavutab. Kiirendus on pöördvõrdeline keha massiga.
a = F F – jõud – 1J
m m – keha mass – 1kg
a – kiirendus – 1m/s2
Sageli kasutatakse valemit teisendatud kujul:
F = maSellest
valemist on tuletatud ka ju mõõtühik 1N
1N = 1kg * 1m/s21 njuuton on selline jõud, mis annab kehale massiga 1 kg kiirenduse 1m/s2 .
Newtoni II seadus kehtib inertsiaalsetes taustsüsteemides.
NEWTONI III SEADUS – Jõud tekivad kahe keha vastastikmõjus alati paarikaupa. Kahe keha vahel mõjuvad jõud on suuruselt võrdsed, kuid vastassuunalised.
Newtoni III seadust nimetatakse vastastikmõju seaduseks.
F1 = -F2Newtoni III seadus kehtib igasugustele
kehadele – nii seisvatele kui liikuvatele kehadele.
Vastastikmõjus paarikaupa tekkivad jõud on alati sama liiki (taevakehade vahel – gravitatsioonijõud, taldade ja maapinna vahel – hõõrdejõud)
Newtoni III seadus näitab, et ühe keha mõju teisele on vastastikune.
GRAVITATSIOONISEADUS – Gravitatsiooniks nimetatakse mistahes kehade vastastikuse tõmbumise nähtust. Gravitatsioonijõu abil iseloomustatakse arvuliselt gravitatsioonilise vastastikmõju suurust.
Gravitatsioonijõu suurus on määratud gravitatsiooniseadusega: Kaks punkti tõmbavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende masside korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse
ruuduga .
F = Gm1 m2 Fr – raskusjõud – 1N
r2 G – gravitatsioonikonstant
m1 – keha mass – 1kg
m2 – keha mass – 1kg
r – kaugus punktmasside vahel – 1m
Gravitatsioonijõud on
tsentraalne jõud.
MEHAANILINE TÖÖ – Mehaanilist tööd tehakse siis, kui kehale mõjub jõud ja selle jõu mõjul keha liigub.
Töö on võrdeline kehale mõjuva jõu ja selle jõu mõjul läbitud teepikkuse korrutisega.
Töö tähis on A, ühik 1J
A = Fs cos
A – mehaaniline töö – 1J
F – jõud – 1N
s – läbitud teepikkus – 1m
Kui jõud ei mõju liikumise suunas, vaid mingi nurga all, on tema liikumise sihiline komponent Fcos. Ainult see jõukomponent teeb tööd.
Jõu ühik on 1 J (džaul). 1J on selline töö, mille teeb 1N suurune jõud, nihutades keha 1m võrra.
1J = 1N * 1mKui liikumine toimub jõuga
samasuunaliselt , aitab jõud liikumisele kaasa – positiivne töö.
Kui jõud takistab liikumist või mõjub nürinurga all, nimetatakse tööd negatiivseks (hõõrdejõud).
Töö ühikuks SI-süsteemis on 1J (džaul). Ühik on tuletatud töö definitsioonvalemist.
A = Fs A – mehaaniline töö – 1J
F – jõud – 1N
s – läbitud teepikkus – 1m
1J = 1N * 1mTehtud töö on 1J, kui jõu 1N mõjul läbib keha 1m pikkuse tee.
ENERGIA – Keha võimet teha tööd nimetatakse energiaks. Tööd tehakse energia arvel.
Energiat omavad kõik kehad mis on võimelised tegema tööd. Energia näitab, kui suurt tööd keha või vastastikmõjus olevad kehad võivad
sooritada .
Energia tähis on E, ühik on 1J
KINEETILINE ENERGIA - Energiat, mida omavad kehad liikumise tõttu, nimetatakse kineetiliseks energiaks. Kineetilist energiat omavad liikuvad kehad. Kineetiline energia sõltub keha kiirusest ja keha massist.
Ekin = mv2 Ekin – kineetiline energia – 1J
2 m – keha mass – 1 kg
v – keha kiirus – 1m/s
POTENTSIAALNE ENERGIA - Energiat, mida omavad kehad vastastikmõju tõttu, nimetatakse potentsiaalseks energiaks.
- Ülestõstetud kehad – keha on raskusjõu tõttu vastastikmõjus Maaga.
Epot = mgh Epot – potentsiaalne energia – 1J
m – keha mass – 1kg
g – raskuskiirendus – 1m/s2
h – kõrgus – 1m
- Deformeeritud kehad – omavad potentsiaalset energiat aineosakestevahelise vastastikmõju tõttu.
Epot = kl2 Epot – potentsiaalne energia – 1J
2 k – jäikus (sõlub materjalist ja keha
kujust ) – 1N/m
l – keha kuju muutus – 1m
ENERGIA JÄÄVUSE SEADUS – Energia ei teki ega kao, ta võib muunduda ühest liigist teise või kanduda ühelt kehalt teisele. Suletud süsteemi mehaaniline koguenergia on jääv, kui ei tule arvestada hõõrdejõudude tööd.
E = Ekin + EpotVÕIMSUS – Võimsus on füüsikaline suurus, mis iseloomustab töö tegemise kiirust. Võimsus on määratud tehtud töö hulga ja selle töö tegemiseks kulunud ajavahemiku t suhtega.
Võimsuse tähis on N
Võimsuse ühik on 1W (
vatt ). Võimsus on üks vatt, kui keha teeb ühe sekundi jooksul tööd ühe džauli.
N = A N – võimsus – 1W
t A – tehtud töö – 1J
t – aeg – 1s
1W = 1J 1sVõimsuse ühikuks SI-süsteemis on 1 W (vatt). Ühik on tuletatud võimsuse definitsioonvalemist. Võimsus on töö tegemise kiirus, tehtud töö ja selleks kulunud aja suhe.
N = A N – võimsus – 1W
t A – tehtud töö – 1J
t – aeg – 1s
1W = 1J 1sVõimsus on üks vatt, kui keha teeb ühe sekundi jooksul tööd ühe džauli.
AINEHULK – Ainehulgaks nimetatakse aine kogust
moolides .
Ainehulga tähis on , ühik on 1mol.
Kuna aineosakesi on nii palju, võetakse kasutusele ainehulga ühik 1mool. 1 mol on ainehulk, milles osakeste arv on võrdne 12g süsiniku aatomite arvuga. Seda arvu nimetatakse
Avogadro arvuks.
Ainehulka võime avaldada aine massi ja molarmassi suhtega ning antud aine molekulide arvu ja Avogadro arvu suhtega.
= m = N - ainehulk – 1mol
M NA m – aine mass – 1kg
M –
molaarmass – 1g/mol; 1kg/mol
N – aineosakeste arv
NA – Avogadro arv – 6,02*
1023 mol-1
AINEHULGA ÜHIKUKS on 1mol (
mool )
1mol on ainehulk, milles osakeste arv on võrden 12 g süsiniku aatomite arvuga. Seda arvu nimetatakse Avaoadro arvuks.
NA = 6,02 * 1023 mol-1
Mool on kokkuleppeline ühik – SI-süsteemi põhiühik.
MOLAARMASS – molaarmassiks nimetatakse aine ühe mooli massi
Tähis M, ühik 1 g/mol
M = m0NA M – molaarmass
m0 – molekuli mass,
aatommass NA – Avogadro arv
SUHTELINE MOLEKULMASS – Aine suhteline molekulmass on molekuli massi suhe aatommassiühikuga. See on ühikuta suurus.
Tähis Mr
Mr = mo Mr – suhteline molekulmass – ühikuta suurus
u mo – aatommass
u - aatommassiühik
MKT PÕHIVÄITED
- aine koosneb osakestest
- osakesed on pidevas kaootilises liikumises
- osakeste vahel on vastastikmõju
* ÜLEKANDENÄHTUSED – Ülekandenähtused seisnevad mingi füüsikalise suuruse ülekandumises ühest süsteemi osast teise. Need toimuvad molekulide soojusliikumise ja moleulidevaheliste põrgete tõttu.
Ülekandenähtused on
difusioon , soojusjuhtivus ja sisehõõre.
Ülekandenähtused on pöördumatud protsessid, mille käigus toimud süsteemi eri osade parameetrite ühtlustumine. Protsessid toimuvad suurema tõenäosusega oleku suunas. Ülekandenähtused võimaldavad tõestada kaudselt MKT väiteid.
PINDPINEVUS – Pindpinevus on nähtus, mis väljendub pinna omadused kokku tõmbuda, st omandada minimaalset võimalikku pinda.
Pindpinevus seisneb vedeliku pinnamolekulide suuremas potentsiaalses energias võrreldes molekulide energiaga vedeliku sees. Resultantjõud on suunatud vedeliku sisse.
Jõudu, misa kokkutõmbuv vedelikupind avaldab temaga piirnevatele kehadele nimetatakse pindpinevusjõuks.
F = l F – Pindpinevusjõud – 1N
- pindpinevustegur – 1N/m
l – pikkus – 1m
Pindpinevusjõud on võrdeline pinna piirjoone pikkusega.
Pindpinevus sõltub vedeliku temperatuurist ja
vedelikes olevatest lisanditest.
KAPILLAARSUS – Kapillaarsus on märgamisest tingitud vedeliku tõusmine või
langemine peenikeses torus – kapillaaris.
Nähtuse põhjustajaks on vedeliku molekulide ja kapillaari vastastikmõju.
- Kui kapillaaris on märgav vedelik, tõuseb see vaba pinna suhtes teatud kõrgusele. Märgav vedelik tõuseb kuni raskusjõud tasakaalustab pindpinevusjõu.
- Kui kapillaaris on mittemärgav vedelik, langeb vedeliku nivoo kapillaaris allapoole kui anumas .
TAHKIS – Tahkis ehk tahke aine säilitab kuju ja ruumala.
- Osakesed paiknevad tihedalt ja korrapäraselt
- Osakeste vahel esineb tugev vastastikmõju
- Osakesed võnguvad korrapäratult ümber mõttelise punkti, mida vahetavad harva.
Tahkiste
soojusliikumine seisnebki osakeste võnkumises kindla keskme ümber. Mida suurem on võnkumise kiirus, seda kõrgem on temperatuur.
VEDELIK – Vedelik on voolav. Vedelik säilitab ruumala, kuid ei säilita kuju. Vedelik võtab alati anuma kuju, milles vedelik on. Vedelik on raskesti kokkusurutav.
Vedelikule on omased pindpinevus ja märgamine. Vedelikes esinevad ülekandenähtused.
- osakesed paiknevad tihedalt ja korrapäratult
- vastastikmõju osakeste vahel tugev
- osakesed võnguvad korrapäratult, vahetades sageli asukohta
Vedelike soojusliikumine seisnebki osakeste võnkumises ja korrapäratus liikumises ühest kohast teise.
GAAS – Gaas on voolav, kuid erinevalt vedelikust puudub neil kindel ruumala. Osakeste
kauge paiknemise tõttu on gaas kokkusurutav. Gaas ei säilita kuju ega ruumala.
- Osakesed paiknevad hõredalt, korrapäratult.
- Vasastikmõju on nõrk, vaid kokkupõrgetel.
Osakesed liiguvad korrapäratult.
* IDEAALNE GAAS – Ideaalse gaasi mudel sisaldab seda üldist, mis on omane kõikidele
gaasidele .
- Molekulid on punktmassid (nende ruumala loetakse kaduvväikeseks)
- Molekulide põrked anuma seintega on absoluutlelt elastsed (molekuli kiiruse väärtus ei muutu põrkel)
- Molekulide vahel ei ole vastastikmõju (tõmbe- ega tõukejõude)
SOOJUSHULK – Soojushulk on
siseenergia hulk, mille keha saab või kaotab soojusülekandes.
Soojushulk on siseenergia hulk, mis kandub soojusülekande teel ühelt kehalt teisele.
Soojushulk on termodünaamilist protsessi iseloomustav algebraline suurus.
Soojushulk on füüsikaline suurus.
Soojushulga tähis on Q, Soojushulga ühik on 1J ja
1cal Soojushulga arvutamiseks kasutatakse valemit:
Q = cmt Q – soojushulk – 1J
c – aine
erisoojus – 1 J/kg oC
m – keha mass – 1kg
t – temperatuuri muut - 1 oC
Soojushulk, mis on vajalik keha soojendamiseks või eraldub keha jahtumisel, on võrdeline 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
SOOJENDI T1 TÖÖTAV KEHA JAHUTI T2
A = Q1 - Q2
Töötav keha saab soojendilt soojushulga Q1. Osa sellest muundub mehaaniliseks energiaks – soojusmasin teeb tööd, osa kandub jahutisse. Soojusmasina tööks on vajalik, et soojendi temperatuur oleks jahuti omast kõrgem, T1 > T2
TD I SEADUS – Energia jäävuse seadus termodünaamiliste protsesside korral: Süsteemile juurdeantav soojushulk kulub süsteemi siseenergia
suurendamiseks ja tööks, mida tehakse välisjõudude vastu. Süsteemile antud soojushulga arvel suureneb tema siseenergia ja süsteem teeb paisumisel tööd.
Q = U + A Q – juurdeantav soojushulk – 1J
U – siseenergia muut – 1J
A – välisjõudude vastu tehtud töö – 1J
Süsteemi siseenergia muut süsteemi üleminekul ühest olekust teise võrdub välisjõudude töö ja süsteemile juurdeantava soojushulga summaga.
U = Q + A* Q – juurdeantav soojushulk – 1J
U – siseenergia muut – 1J
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
isohooriliseks, jääval temperatuuril T
isotermiliseks.
ENTROOPIA – Entroopia on energia kvaliteeti iseloomustav füüsikaline suurus. Mida kõrgem on energia kvaliteet, seda madalam on entroopia, mida suurem on entroopia, seda madalam on energia kvaliteet.
Tähis S
Entroopia on ka süsteemi korrastamatuse mõõt: mida suurem on entroopia, seda suurem on süsteemi korrastamatus ehk
kaos . Entroopia iseloomustab mikrokäsitluses süsteemi osakeste jaotuse ühtlust: mida ühtlasem on jaotus, seda suurem on entroopia.
Entroopia on suurus, mis iseloomustab TD-lise süsteemi kaugust tasakaalulisest ja tasakaalutust: mida tasakaalulisem on süsteem, seda surem on entroopia.
Entroopiat mõistet kasutatakse ka TD II printsiibi sõnastamisel: entroopia kasvab suletud süsteemis toimuvate protsesside käigus.
ABSOLUUTNE JA RELATIIVNE NIISKUS – Õhuniiskus on nähtus, mis seisneb selles, et õhus leidub alati
suuremal või vähemal määral veeauru.
ABSOLUUTSEKS NIISKUSEKS nimetatakse ühes kuupmeetris õhus sisalduvat veeauru massi grammides ehk õhus
leiduva veeauru
tihedust
= m – absoluutne niiskus antud temperatuuril – 1g/m3
V m – õhus leiduva veeauru mass – 1g
V – ruumala – 1m3
SUHTELISEKS ehk RELATIIIVSKS NIISKUSEKS nimetatakse protsentides väljendatud suhet, kus veeauru osarõhk vastaval temperatuuril on jagatud küllastusele vastava veeauru osarõhule samal temperatuuril.
Srel = p * 100% Srel – relatiivne niiskus
po p – veeauru rõhk antud temperatuuril
po – veeauru küllastunud rõhk antud temperatuuril
Realtiivset niiskust saab väljendada ka absoluutse niiskuse kaudu:
Srel = * 100% Srel – relatiivne niiskus
o – absoluutne niiskus antud temperatuuril – 1g/m3
o – küllastunud
veeaurule vastav absoluutne niiskus antud temperatuuril
ABSOLUUTNE NULL – Absoluutne nulltemperatuur on madalaim tempertuur, mida on võimalik looduses saavutada. Sellest madalamat temperatuuri pole võimalik saavutada, sest kui molekulide kineetiline energia võrdub nulliga, ei saa keha enam jahutada.
Tegelikult pole võimalik saavutada ka absoluutset
nulltemperatuuri . Madalaim tänapäeval saavatatud temperatuur on kümnetuhandik kraadi üle absoluutse nulli.
Absoluutseks nulliks loetakse 0K, mis võrdub –273oC
Kelvini ja Celsiuse skaala vahel kehtib seos:
T = t + 273 T – temperatuur Kelvini skaalal – 1K
t = T – 273 t – temperatuur Celsiuse skaalal - 1 oC
* KAPILLAARSUSE-MÄRGAMISE MUDEL – Märgamine on nähtus, mis seisneb vedeliku pinna kõverdumises vedeliku ja
tahkise kokkupuutepinna läheduses.
Märgava vedeliku korral on molekulaarjõud vedeliku ja tahkise molekulide vahel suuremad kui vedeliku enda molekulide vahel. Vedelik valgub horisontaalsel pinnal laiali või moodstab tahkise vertikaalse pinna lähedal nõo – kapillaaris tõuseb vedelik üles.
Mittemärgava vedeliku korral on molekulaarjõud vedeliku ja tahkise molekulise vahel nõrgemad kui vedeliku enda molekulide vahel. Vedelik moodustab tahkise horisontaalsel pinnal tilga või kunerdub vertikaalse pinna läheduses. Kapillaaris langeb vedeliku nivoo allapoole kui anumas.
Kõik kommentaarid