Füüsika

vaas, stella

Füüsika (3)

Keskkool - Füüsika - Füüsika

5 VÄGA HEA

Molekulaarkineetilise teooria põhialused.
Selle aluseks on 3 põhiväidet:

Aine koosneb osakestest-aatomitest ja molekulidest.

Need osakesed liiguvad kaootiliselt.

Osakesed mõjutavad üksteist, nende vahel on tõmbe-ja tõukejõud.
Füüsikalised omadesed määrab aatom , keemilised aga molekul .
Ainehulk .
See on suurus, mis on võrdne osakeste arvuga selles kehas. Ühik on mool .
Mool on sellise süst ainehulk, kus osakeste arv võrdub 0,012 kg süsiniku aatomite arvuga.
Aine molekulide hulga N ja ainehulga V suhet nim Avogaadro arvuks. See näitab, mitu aatomit või molekuli on ühes moolis aines.
Molaarmassiks M nim suurust, mis võrdub aine massi m ja ainehulga V suhtega.
Molekuli massi m0 tuleb keha mass m jagadasselle keha molekulide arvuga.
St; molekuli massi leidmiseks tuleb teada selle molaarmassi M ja Avogaadro arvu.
Ideaalse gaasi olekuvõrrand.
Ideaalne gaas – gaas , kus molekulide vahlised tõmbejõud puuduvad, tõukejõud mõjuvad aga molekulide omavahelisel põrkumisel ja põrkumisel vastu anuma seina.
Ideaalse gaasi olekuvõrrand seob 3e gaasi parameetrit:
See on Clapeyroni võrrand. Nende 3e suuruse vaheline seos on konstantnesuurus, mis on ühe mooli gaasi puhul kõikidel gaasidel ühesugune. Seda nim unevrsaalseks gaasi konstandiks ja tähis on R.
Medeleejev andis olekuvõrranditele sellise kuju:
See on Medeleejevi Clapeyroni võrrands.
Lähtudes molekulaarkineetilise teooria põhialusest, on tuletatud valem gaasi rõhu arvutamiseks:
(m0=gaasi molekuli mass; V- molekuli kiiruse keskmine väärtus; n- molekulide konsentratsioon). Seda nim gaaside molekulaarkineetilise teooria põhivõrrandiks.
(Seob makroskoopilise suuruse rõhu mikroskoopiliste suurustega- molekuli iseloomustavate suurustega).
Valem on nagu sillaks makro ja mikromaailma vahel.
Kasutades molekuli keskmise kineetilise energia E valemit, saame kirj põhivõrrandi järgmisel kujul:
Ideaalse gaasi rõhk võrdub 2/3’ga ühes ruumalaühikus sisalduvate gaasi molekulide keskmiseks kineetilisest energiast.
Temperatuur.
See on molekulide kaootilise liikumise keskmise kineetilise energia mõõt, st mida kiiremini liiguvad molekulid seda kõrgem on temps.
Keskmise energia ja tempsi vahel on seos:
Si süst- K, praktikas C. s Temperatuurivahemik üks Kelvini kraad võrdub ühe Celsiuse kraadiga. Tempsi mõõdetakse termomeetriga. Kelvini ja Celsiuse seos: T=t+273. s Vaata neid teisi tähiseid ka!.
Temperatuuri absoluutne null.
See on piirtemperatuur, mille puhul ideaalse gaasi rõhk jääval ruumalal läheneb nullile . Selle tempsi juures jääksid molekulid seisma. Teoreetiline suurus, praktikas pole võimalik saavutada.
Isoprotsessid gaasides .
Ideaalset gaasiolekut iseloomustavad 3 põhilist parameetrit: rõhk, temps ja ruumala. Kõiki neid võib muuta. Kuid tihti muutub ainult 2 parameetrit ja 1 jääb muutumatuks. Siit 3 protsessi: isotermiline, isobaariline ja isohooroline protsess.
Isotermiline protsess
Jääval temperatuuril T toimuv protsess. Kui T= const , siis valemis pV/T=const on muutumatu ka korrutus pV=const. Jääval tempsil ruumala muutusega kaasneb ka rõhu muutus, kuid nende korrutis jääb konstantseks.
Graafikut nim isotermiks. Rõhu ja ruumala vahel on pöördvõrdeline sõltuvus.
1662 avastasid Inglise füüsik Robert Boyle ja 1676 a pr füüsik Edme Mariotte võrrando pV=const, kui T=const.
Nim Boile’i Mariotte’i seaduseks: Antud tempsi juures on antud gaasihulga ruumala ja rõhu korrutis java suurus.
Isohooriline protsess
Jääval ruumalal V toimuv protsess. Graafik on isohoor
Pr füüsik Jacques Charles avastas 1787 rõhu ja tempsi vahelise seose java ruumala puhul:
Antud gaasihulga soojendamisel 1 kraadi võrra, konstantse ruumala juures, suureneb gaasi rõhk 1/273 võrra sellest rõhust, mist al oli 0 kraadi C juures (Charles’I seadus).
Nt õhu soojenemine jääval tempsil.
Isobaariline protsess
Jääval rõhul p toimub protsess. Graafik on isobaar .
Pr füüsik Gay- Lussac avastas 1802 a tempsi ja ruumala vahelise seose jääva rõhu puhul:
Antud gaasimassi ruumala suureneb 1 kraadi võrra soojenemisel jääva rõhu all 1/273 võrra sellest ruumalast, mist al oli 0kraadi C juures (Gay-Lussaci seadus).
Termodünaamika I seadus.
See on soojusnähtuse teooria. Füüsikaliste kehade süsteemi, mis pole vastasmõjus süsteemiväliste kehadega nim isoleeritud termodünaamiliseks süsteemiks.
Kõikidel makroplastilistel kehadel on peale mehaanilise energia veel siseenergia , mis sõltub ainult keha osakeste sisemiselt olekust (temp, ruumalast, rõhust). Aine osakeste vastastikmõju (tõmbe tõukejõud) määrab sisemise potensiaalse energia, liikumine aga määrab kineetilise energia. Need energiad kokku moodustavadki keha siseenergia.
Siseenergia koos keha mehaanilise energiaga mood keha koguenergia. Selle energi jaoks kehtib energia jäävuse seadus: energiat ei teki looduses eimillestki ega ei hävi kuhugi . Energia hulk on igavene ja muutmatu. Ta võib muunduda ühest energia liigist teise. Termodünaamika I seadus haarab kõiki looduses toimuvaid protsesse, mis käsitleb energia jäävust ja tema muundumist. Termodünaamika I seadus: Süsteemi siseenergia muut (U) aine üleminekul ühest olekust teise võrdub süsteemile antud soojushulga (Q) ja välisjõudude töö (A) summaga . U= Q+A.
Süsteem võib energiat juurde saada : 1)välisjõudude energia arvelt. 2)soojusülekande teel.
Kui süsteem välisjõudude töö A asemel teeb ise tööd A’, siis A=-A’, kuna need tööd on absoluutväärtuselt võrdsed ja vastandmärgilised.
Siis TD I seadus: U= Q-A’, st keha siseenergia muut võrdub süsteemile üle antud soojushulga Q ja selle süsteemi poolt tehtud töö A’vahega.
Adiabaatiine protsess.
Protsess, mille vältel süsteem ei ole väliskeskkonnaga soojusvahetuses (ta on isoleeritud soojusisoloatsiooniga). st Q=0. TD seadus U= Q+A võtab kuju U= A. Adiabaatiline protsess peab toimuma väga kiiresti. kiiremini, kui väliskeskkonna soojuslik toime mõjutaks süsteemi. Kui U= A, siis gaasi temp langeb, sest välisjõud teevad gaadi adibaatiliel kokkusurumisel tööd siseenergia arvelt. p väheneb, Vsuureneb ( gaad paisub ) ja temp langeb. Gaasi rõhk alaneb adibaatilisel paisumisel kiiremini kui isotermilisel paisumisel.
Soojushulk .
Soojuse ülekanne- keha siseenergia muutmise protsess, mille puhul tööd ei tehta. See toimub kehade otsesel kokkupuutel, või ka siis kui kehad on üksteisest kaugemal. Kui keha saab soojust juurde, siis tema siseenergia suureneb ja vastupidi.
Soojushulk- soojuse edasiandmise protsessis keha poolt saadud või antud energia mõõt. Ühik dzaul (J) (vahest calor-cal)
Dzaul on soojushulk, mis on vajalik ühe kg vee soojendamiseks 1 kraadi võrra
Calor on soojushulk, mis on vajalik ühe g vee soojendamiseks 1 kraadi võrra.
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 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.
Seaduse sisu seisneb selles, et molekulide soojusliikumise energia võib muutuda teisteks energia liikideks vaid osaliselt (molekule ei saa sundida seisma jääda. Igat teist liiki energia võin täielikult muunduda ükskõik milliseks energialiigiks).
Soojusmasinate tööpõhimõte.
Üle 90% maailmas toodetavast energiast saadakse kivisöe, nafta , gaasi jne põletamisel.
Soojusmasin- masin, mis teebehaanilist tööd kütuse põletamisel saadud energia arvel. Need muudavad kütuse siseenergia mehaaniliseks energiaks. Kõigis neid põleb kütus. On 2 liiki soojusmasinaid:

aurumasinad ja auruturbiinid, kus töötavaks kehaks on aur.

sisepõlemismootorid, kus töötavaks kehaks on gaas.
Neis teevad tööd paisuv aur või paisuvad gaasid. St, kütuse põlemisel vabanenud soojushulga arvelt tehkse tööd. Soojusmasinate töötamisel kandub soojus üle soojemalt kehalt külmemale. Osa soojust läheb kaduma, kuna ta soojendab ümbritsevaid kehi ja atmosfääri. Tihti on vaja pärast tööd gaasi või auru jahutada.
Töö gaasi ruumala muutumisel.
Kui gaas silindrid paisub jääva rõhu juures (isobaar), siis kolb liigub edasi 1 võrra ja gaasi poolt tehtud töö avaldub: A’=Fl=pSl=pV (p-rõhk, V-ruumala muut). St, isobaarilisel paisumisel töö võrdub rõhu graafiku vastava lõigu alla jääva ristküliku pidalaga. Sama on ka isobaari puhul. St et graafiku all oleva ala pindala määrab töö suuruse.
Ringprotsess .

Gaasiga sooritatav ringtsükkel A – B – C – D – A
A – B selleks, et V=const (isokoor) puhul rõhk suureneks tuleb gaasi soojendada , st temp tõuseb.
B – C selleks, et gaas saaks paisuda p=const (isobaar) puhul tuleb gaasi soojendada, st temp tõuseb.
C – D toimub p ja V kiire muutumine e adiabaatiline protsess, mille käigus temp langeb.
D – A gaas tuleb algolekusse tagasi. Selleks, et p=const puhul gaasi ruumala väheneks, tuleb gaasi jahutada, st temp langeb.

Teine lihtsam ringprotsess A – B – C – A. (analoogne eelmisele)
A – B selleks, et V=const (iokoor) puhul rõhk suureneks tuleb gaasi soojendada, st temp tõuseb.
B – C toimub p ja V kiire muutumine e adiabaatiline protsess, mille käigus temp langeb.
C – A gaas tuleb algolekusse tagasi. Selleks, et p=const puhul gaasi ruumala väheneks, tuleb gaasi jahutada, st temp langeb.
Soojusmasina kasutegur.
Kuna ringprotsessil gaas jõudis algolekusse tagasi, siis nüüd on tema siseenergia sama, mis alguses.
Tavaliselt teevad soojusmasinas tööd paisuvad gaasid (nt sisepõlemismootor, kus bensiini ja õhu segu plahvatamisel paisub ja paneb silindris kolvi liikuma). Selleks tuleb gaasi soojendada ( plahvatus sisepõlemismootoris). Kui gaas on ma töö teinud, tuleb seda jagutada. St: soojendi annab soojust, jahuti võtab soojust. Osa tööst läheb kaduma, kuna jahuti saab oma osa.
Soojusmasina kasutegur ei sõltu masina konstruktsioonist ega töötavast gaasist, vaids sõltub ainult soojendi ja jahuti temperatuuridest.
Kasuteguri suurendamiseks tuleb soojendi temp tõsta ja jahti temp’i vähendada. VAATA VALEMEID:.
Perpeetum mobile e igavene jõumasin.
See peaks tööd tegema mitte millegi arvel (kulutamata energiat). Energia jäävuse seadus eiitab niisuguse masina loomise võimalust, sest energia ei tule mitte millestki vaid võib muunduda ühest energialiigist teiseks energialiiks. Iga masin võib teha tööd ainult saadud soojushulga Q ja oma siseenergia kahanemise U arvel.

.DOC Laadi alla originaalfail 4 lk · .doc · 110 allalaadimist

50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.

~ 4 lehte Lehekülgede arv dokumendis

2009-11-17 Kuupäev, millal dokument üles laeti

110 laadimist Kokku alla laetud

3 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid

stella vaas Õppematerjali autor

Molekulaarkineetilise teooria põhialused. Soojusmasinate tööpõhimõte.
Töö gaasi ruumala muutumisel.
Ringprotsess.
Soojusmasina kasutegur
Perpeetum mobile e igavene jõumasin.
Termodünaamika II seadus.
Soojusmahtuvus. Erisoojus.
Soojushulk.
Adiabaatiine protsess.
Termodünaamika II seadus.
Soojusmahtuvus. Erisoojus.
Soojushulk.
Adiabaatiine protsess.
Termodünaamika I seadus.
Isohooriline protsess
Isobaariline protsess
Isotermiline protsess
Isoprotsessid gaasides.
Temperatuuri absoluutne null.
Temperatuur.
Ideaalse gaasi olekuvõrrand.
Ainehulk.

Sarnased õppematerjalid

docx

Füüsika eksam vastustega: liikumine

Füüsika eksam 1. Liikumise kiirendamine. Taustsüsteem on mingi kehaga seotud ruumiliste ja ajaliste koordinaatide süsteem. Kohavektor on vektor, mille alguspunkt ühtib koordinaatide alguspunktiga. Trajektoor on keha või ainepunkti teekond liikumisel ruumis või tasandil. Trajektoori saab korrektselt kasutada ainult punktmassi korral. Kiirus on vektoriaalne suurus, mis võrdub nihke ja selle sooritamiseks kulunud ajagavahemiku suhtega(kiirusvektor on igas trajektoori punktis suunatud mööda trajektoori puutujat selles punktis)  Kiirendus on kiiruse muutus ajaühikus. (Kiirendusvektor lahutub kiirenevalt liikuva keha trajektoori igas punktis trajektoori puutuja sihiliseks tangentsiaalkiirenduseks ning sellega risti olevaks normaalkiirenduseks ehk tsentrifugaalkiirenduseks) 2. Ühtlaselt muutuv sirgjooneline liikumine. a=consT =>kolmikvalem, Keha liigub sirgjoonelisel trajektooril, kusjuures

Füüsika

pdf

Soojusõpetuse konspekt

......................30 4.3.2. Entroopia.........................................................................................................................31 4.3.3. Entroopia statistiline interpretatsioon.............................................................................33 Sissejuhatus. Soojusõpetuse kaks erinevat käsitlusviisi. Soojusõpetuse kaks erinevat käsitlusviisi – molekulaarfüüsika ja termodünaamika. A. Molekulaarfüüsika Molekulaarfüüsika – füüsika haru, mis uurib aine ehitust ja omadusi lähtudes aine molekulaar- kineetilistest omadustest. Lähtepunktid – iga keha koosneb suurest hulgast väga väikestest osakestest (molekulidest ja aatomitest). Iga aine molekulid on korrapäratus, kaootilises liikumises. Liikumise intensiivsus, mida iseloomustab osakeste kiirus, sõltub temperatuurist. Teooria alused. – Idee, et aine koosneb aatomitest, on pärit vana-Kreekast Demokritoselt (460-370 e.m.a.) (atomistliku ideed vt lähemalt nt

Füüsika

doc

Mehaanika ja soojus

Mehaanika 4. Newtoni seadused I seadus: On olemas sellised taustsüsteemid, mille suhtes liikuvad kehad säilitavad oma kiiruse jäävana, kui neile ei mõju teised kehad või teiste kehade mõjud kompenseeruvad. Järeldused: *Taussüsteem, kus see seadus kehtib, on inertsiaalne (Maa suhtes paigal või liiguvad jääva kiirusega). Ka heliotsentriline tausüst (süst., mille keskpunkt ühtib Päikesega ning mille teljed on suunatud vastavalt valitud tähtedele) on inertsiaalne. Seega, iga süst., mis liigub heliotsentrilise taussüst suhtes ühtlaselt ja sirgjooneliselt, on inertsiaalne. Maa liikumine Päikese ja tähtede suhtes on kiirendusega liikumine (ringliikumine) ei ole inertsiaalne (kuigi vahel võib nii vaadelda, sest kiirendus on väga väike). *On olemas ka teissuguseid taustsüsteeme, kus see seadus ei kehti mitteinertsiaalsed taustsüst-d (keha kiirus muutub ilma, et teda mõjutaks mingi teine keha näit kui buss hakkab järsku liikuma, siis inimeste kiirus

Füüsika

pdf

Füüsika eksam

Füüsika eksam 1. Liikumise kiirendamine. Taustsüsteem on mingi kehaga seotud ruumiliste ja ajaliste koordinaatide süsteem. Kohavektor on vektor, mille alguspunkt ühtib koordinaatide alguspunktiga. Trajektoor on keha või ainepunkti teekond liikumisel ruumis või tasandil. Kiirus on vektoriaalne suurus, mis võrdub nihke ja selle sooritamiseks kulunud ajagavahemiku suhtega(kiirusvektor on igas trajektoori punktis suunatud mööda trajektoori puutujat selles punktis)

Füüsika

docx

Füüsika eksami konspekt

Füsa eksami konspekt 1, Liikumise kirjeldamine Taustsüsteem on mingi kehaga seotud ruumiliste ja ajaliste koordinaatide süsteem. Kohavektor on vektor, mille alguspunkt ühtib koordinaatide alguspunktiga. Trajektoor on keha või ainepunkti teekond liikumisel ruumis või tasandil. Trajektoori saab korrektselt kasutada ainult punktmassi korral. Kiirus on vektoriaalne suurus, mis võrdub nihke ja selle sooritamiseks kulunud ajavahemiku suhtega (kiirusvektor on igas trajektoori punktis suunatud mööda trajektoori puutujat selles punktis). Kiirendus on kiiruse muutus ajaühikus. (Kiirendusvektor lahutub kiirenevalt liikuva keha trajektoori igas punktis trajektoori puutuja sihiliseks tangentsiaalkiirenduseks ning sellega risti olevaks normaalkiirenduseks ehk tsentrifugaalkiirenduseks) 2,* Ühtlaselt muutuv sirgjooneline liikumine. a=consT =>kolmikvalem, Keha liigub sirgjoonelisel trajektooril, kusjuures tema kiirendus on nii suunalt kui suuruselt muutumatu ning samasihilise kiirusega

Füüsika

doc

Termodünaamika

TERMODÜNAAMIKA 1. Tuletada ideaalse gaasi siseenergia valem ja sõnastada lõpptulemus. m0 v 2 3 U = NE k = N = kTN Ideaalse gaasi siseenergia ei sõltub ainult temperatuurist ning ei sõltu gaasi 2 2 ruumalast ega rõhust. 2. Kirjuta energia jäävuse seaduse üldine sõnastus. Energia ei teki ega kao, ta võib vaid muunduda ühest liigist teise ning kanduda ühelt kehalt teisele. 3. Tuletada ideaalse gaasi poolt tehtava töö seos gaasi ruumala isobaarilisel muutumisel. Gaas saab teha tööd siseenergia arvelt. Olgu kolvis oleva gaasi rõhk p ning selle ristlõikepindala S. Leiame mehaanilise töö gaasi paisumisel.Eeldame, et tegu on isobaarilise protsessiga. Ag = F s cos F p = F = p S Ag = p s ( h 2 - h 2 ) Ag = p V S s = h2 - h2 Avj =-Ag ; Avj = Ag 4. Põhjenda, millal teeb gaas a) Positiivset tööd b) Negati

Füüsika

doc

Termodünaamika tunnikonspekt

http://www.abiks.pri.ee IDEAALSE GAASI OLEKUVÕRRAND Termodünaamika on füüsika osa, mis käsitleb makroskoopiliste süsteemide füüsikalisi omadusi ja nende seost energia võimalike muundumistega, arvetamata süsteemide mikroskoopilist ehitust. Isotermiline BoyleMariotte'i seadus: jääval temperatuuril kulgevas tasakaaluprotsessis on antud gaasimassi rõhk pöördvõrdeline ruumalaga Isobaariline GayLussaci seadus: Jääval rõhul on antud gaasikoguse ruumala võrdeline gaasi absoluutse temperatuuriga

Füüsika

pdf

TERMODÜNAAMIKA ALUSED

KOOLIFÜÜSIKA: SOOJUS 2 (kaugõppele) 5. TERMODÜNAAMIKA ALUSED 5.1 Termodünaamika I seadus Termodünaamika I seadus annab seose kehale antava soojushulga, keha siseenergia ja paisumistöö vahel Q = U + A , kus Q on juurdeantav soojushulk, U siseenergia muut ja A paisumistöö. Juhul kui keha saab väljastpoolt mingi soojushulga, on Q positiivne ( Q > 0), juhul kui keha annab ära mingi soojushulga, on Q negatiivne ( Q < 0). Juhul kui keha teeb paisumisel (kasulikku) tööd, on A positiivne ( A > 0), juhul kui aga keha kokkusurumiseks tehakse (välist) tööd, on A negatiivne ( A < 0). Keha siseenergia on molekulide soojusliikumise summaarne kineetiline energia ja molekulide vastastikmõju potentsiaalse energia summa, ideaalse gaasi korral aga summaarne kineetiline energia. Soojushulk on energia, mis antakse kehale soojendamisel, või võetakse kehalt jahutamisel. Soojushulk arvutatakse valemist Q = c m T , kus c on aine erisoojus, m keha mass ja T temperatuuri muut. I

Füüsika

Rohkem sarnaseid