Füüsika - Termodünaamika (0)

Füüsika
1) Kes oli ja mida tegi James Watt
James Watt (1736-1819) oli šoti insener, kes leiutas uut tüüpi aurumasina , mis pani aluse tööstuslikule pöördele 18. sajandil. James Watt ei olnud küll aurumasina leiutaja, kuid täiustatud ja väga tootliku aurumasina autor. Peetakse üheks peamiseks soojusmasina loojaks.
2) Kes oli ja mida tegi Carnot ?
Nicolas Léonard Sadi Carnot (1796– 1832 ) oli prantsuse füüsik, kes matematiseeris soojusmasina idee 1824. aastal. Konstrueeris täiusliku soojusmasina mudeli.
3) Termodünaamika I printsiib.
Kehale juurdeantav soojushulk läheb alati välisjõudude vastu tehtavaks tööks ja keha siseenergia kasvatamiseks (Nt ühest punktist teise liikumine).
4) Millistel viisidel on võimalik keha siseenergiat muuta?
Keha siseenergiat saab muuta kahel viisil - töö ( mehaaniline ) ja soojusülekande teel. Keha siseenergia hulk sõltub keha temperatuurist, deformatsioonist ja agregaatolekust, ei sõltu aga keha liikumise kiirusest ja tema asendist teiste kehade suhtes.
5) Milline järgimistest protsessidest on soojusmasinale kõige parem/milline kõige halvem :

• Isotermne - kõige parem protsess. Soojusmasina kasutegur on 100%, kuna kogu antav energia läheb töö tegemiseks.
  
• Isobaarne - soojusmasin töötab, kuid kaotab palju soojust (maksimaalseks kasuteguriks on 50%).
  
• Iskoorne - kõige halvem protsess, kuna sel juhul ei saa kolb soojusmasinas liikuda .
  

6) Mida näitab kasutegur?
Kasutegur on dimensioonita suurus, mis avaldub kasuliku energia ja masinale või seadmele antud koguenergia suhtena. Soojusmasinate kasulikkust hindab soojusmasina kasutegur.
7) Termodünaamika II printsiib (3 lauset). Näited.

• Soojus saab liikuda ainult soojemalt kehalt külmemale.
  
• Soojusvahetus kestab niikaua kuni kehade temperatuurid on võrdsed (paned käe külmale pinnale, pind läheb ajapikku soojemaks, kuni temp. võrdsustuvad).
  
• Suletud süsteem üritab alati minna korrastatud olekust mittekorrastatud olekusse (raud hakkab roostetama , õun hakkab mädanema jne).
  
• Loodus püüab alati minna vähem tõenäolisest olekust tõenäolisemasse olekusse (nt. teed endale mõõga, tuhande aasta pärast on see sama rauapuru, mis mõõga jaoks kunagi kaevandati).
  

8) Mida kirjeldab entroopia (kasutusalad)?
Entroopia - väärtus, mis kirjeldab segaduse muutumist süsteemis. Majandusanalüütikud arvutavad entroopiat (krahhid); IT (Facebook) - info kogumine klientide kohta; hüdroelektrijaamad kasutavad. Entroopia kirjeldab:

• Energia kvaliteeti (kehtib seaduspära - mida madalam on entroopia, seda suurem on kvaliteet).
  
• Süsteemide tasakaalu (mida suurem on entroopia väärtus, seda rohkem tasakaalus on süsteem).
  
• Informatsiooni kvaliteeti (mida rohkem on infot, seda madalam on entroopia).
  

9) Millised on entroopia väärtused? Millal on 1 ja 0?
Entroopia väärtused jäävad 1 ja 0 vahele. 1 korral on segadus täielik ning 0 korral on täiuslik kord. Entroopia väärtus ei saa kunagi olla ei 1 ega 0.
10) Millised on agregaatolekud ja nimeta neid (5-6)?
Agregaatolek ehk aine olek on aine vorm, mille määrab tema molekulide soojusliikumise iseloom. Agregaatolekud:

• Tahke
  
• Vedel
  
• Gaasiline
  
• Ülijuht - aine kaotab elektritakistuse.
  
• Plasma - laenguga gaas .
  
• Singulaarsus - selles olekus puudub aatomi tuum, kuna see on lagunenud oma algkoostisosadeks (stringid).
  

11) Mille poolest erineb tahke aine vedelast ainest ja gaasilisest ainest?
Tahketes ainetes on molekulidevahelised sidemed sama tugevad kui vedelikes , kuid vedelikes on osakeste liikumise kiirus nii suur, et sidemed on neil kohe katkemas. Tahketes ainetes sooritavad aine molekulid ja aatomid vaid väikesi võnkumisi kindlate asendite ümber. Gaasides on molekulide liikumise kiirus nii suur, et jõud ei suuda neid enam kinni hoida. Seetõttu saavad molekulid vabalt ruumis liigelda.
12) Mis asi on difusioon ?
Difusioon - ainete iseeneslik segunemine . Gaaside liikumist ruumis nimetatakse difusiooniks (deodorandi liikumine õhus; 2 tõrvapappi tükki muutuvad 5-6 aasta möödudes samaks tükiks koos olles).
13) Kas gaasid on head või halvad soojusjuhid? Kus seda ära kasutatakse?
Gaasid on väga halvad soojusjuhid. Kasutatakse ära talvejopedes (sulejoped).
14) Mille poolest erineb mittemärguv aine märguvast ainest?
Mittemärguv aine ei valgu siledal pinnal laiali, kuid märguv aine valgub. Mida suurem on märgumisteguri väärtus, seda paremini laoutub aine ruumis laiali.
15) Mille poolest erinevad monokristallid polükristallidest?

• Monokristallid - monokristallilistes ainetes paiknevad kristallid kindla korra järgi.
  
• Polükristallid - polükristallilistes ainetes paiknevad kristallid suvaliselt.
  

Tehnikas kasutatavad kristallid ja sulamid on harilikult polükristallilised, sest nende omadusi saab muuta mehaanilise ja termilise töötlemisega.