Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Füüsika termodünaamika". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
soojus, gaas, termodünaamika, siseenergia, masinad, käsitlus, mikro, korratus, entroopia, soojusnähtuste, mikrokäsitlus, soojusmasinad, soojushulk, kehana, paisubkütust tarbivate masinate konstrueerimise kõige üldisemate seaduspärasustega. Ei eelda aine koosnemist aatomitest ja molekulidest, kasutatakse makroparameetreid. Keskkonnasõbralikkus tähendab peale looduslike kütuste energia efektiivse kasutamise ka energiatootmise jäätmete oskuslikku neutraliseerimist või peitmist. Soojusmasinateks nimetatakse masinaid, mis muundavad soojust tööks. Termodünaamika esimene printsiip väljendab energia jäävuse seadust, teine väidab, et protsesside iseeneslikul kulgemisel looduses on kindel suund. Kumbagi ei saa tõestada. Molekulide energia e. siseenergia, mida sisaldab iga keha, on soojusliikumise energia ja molekulide vastastikmõju potentsiaalse energia summa. Kui soojusvahetuse käigus anda kehale mingi soojushulk, siis tema temperatuur tõuseb ning siseenergia suureneb. Kui keha annab mingi soojushulga ära, siis tema siseenergia väheneb
Termodünaamika KT 1) Kuidas käsitleb ainet termodünaamika ja milliseid parameetreid see kasutab? Temodünaamika ei eelda aine koosnemist aatomitest ega molekulidest. Kasutab makroparameetreid (keha mass, rõhk, ruumala, temp., tihedus). 2) Millistele probleemidele annab vastuse termodünaamika? Termodünaamika seletab, mis on keha siseenergia ja kuidas see muutub. 3) Millistele printsiipidele tugineb termodünaamika? I printsiip – siseenergia ja selle muundamine tööks (energia ei teki ega kao niisama). II printsiip – soojus ei saa iseenesest üle minna külmalt kuumemale. III printsiip – entroopia kasvab suletud süsteemis toimuvate soojuslike protsesside käigus. 4) Millest sõltub gaasi kui termodünaamilise süsteemi siseenergia. Siseenergia tähis, ühik? Siseenergia on keha molekulide kineetilise ja potentsiaalse energia summa. Sõltub gaasi rõhust ja ruumalast. Tähis U. Ühik J.
Termodünaamika KT 1) Kuidas käsitleb ainet termodünaamika ja milliseid parameetreid see kasutab? Temodünaamika ei eelda aine koosnemist aatomitest ega molekulidest. Kasutab makroparameetreid (keha mass, rõhk, ruumala, temp., tihedus). 2) Millistele probleemidele annab vastuse termodünaamika? Termodünaamika seletab, mis on keha siseenergia ja kuidas see muutub. 3) Millistele printsiipidele tugineb termodünaamika? I printsiip siseenergia ja selle muundamine tööks (energia ei teki ega kao niisama). II printsiip soojus ei saa iseenesest üle minna külmalt kuumemale. III printsiip entroopia kasvab suletud süsteemis toimuvate soojuslike protsesside käigus. 4) Millest sõltub gaasi kui termodünaamilise süsteemi siseenergia. Siseenergia tähis, ühik? Siseenergia on keha molekulide kineetilise ja potentsiaalse energia summa. Sõltub gaasi rõhust ja ruumalast. Tähis U. Ühik J.
11. klassi füüsika: Termodünaamika alused 1. Mis on termodünaamika (TD)? Termodünaamiks on soojusnähtuste makrokäsitlus, nii et siin ei eeldata teadmisi molekulidest. Termodünaamika aluseks on kaks printsiipi: termodünaamika 1.printsiip väljendab energia jäävust ja 2.printsiip väljendab asjaolu, et kõik iseenesest kulgevad protsessid toimuvad kindlas suunas. Neid printsiipe ei ole võimalik teoreetiliselt tõestada ega tuletada, nad on avastatud suure hulga vaatlus- ja katseandmete üldistamisel. Termodünaamika kasutab tervet rida makroparameetreid: a) Rõhk p b) Ruumala V c) Absoluutne temperatuur T d) Keha mass m e) Siseenergia U f) Soojushulk Q
· V(ruumala) konsentratsioon) Kui üht olekuparameetrit. · T(abs. Temperatuur) · v(molekulide muuta, siis muutub vhmlt · (tihedus) keskmine kiirus veel üks ja seega ka olek. Molekul- molekulaarfüüsikas vähim osake, millest ained koosnevad ja mis on pidevas kaootilises liikumises Temperatuur- iseloomustab keha soojuslikku seisundit; molekulide liikumise keskmise kineetilise energia ja siseenergia mõõt (t) Absoluutne temperatuur- temperatuur Kelvini skaalal (T) Absoluutne nulltemperatuur- temperatuur, mille saavutamisel molekulid lakkavad liikumast Ideaalne gaas- lihtsaim mudel gaasi kirjeldamiseks, milles ei arvestata molekulide mõõtmeid ja vastastikmõju Mool- ainehulk, mis sisaldab Avogadro arvuga võrdse arvu molekule või aatomeid (mol) Avogadro arv- aatomite või molekulide arv ühes moolis aines (N A) Molaarmass- ühe mooli aine mass (M)
Termodünaamika kirjeldab ainete omadusi ilma aine siseehitusse tungimata, kasutades makroparameetreid (ainehulk) on termodünaamika aluseks printsiibid, I printsiip süsteemile juurde antev soojushulk kulub süsteemi siseenergia suurendamiseks ja mehaaniliseks tööks, mida tehakse välisjõudude vastu (paisumine), II printsiip suletud süsteemi soojusliku protsessi tulemusena entriipia kasvab, temp väheneb (soojus ülekanne ei saa iseenesest toimuda külmemalt kehalt soojemale), siseenergia moodustub molekulide kineetilisest ja potensiaalsest energiast (olek, temp), soojusülekanne siseenergia levimine ühelt kehalt teisele, liigid: soojusjuhtivus soojusülekanne, kus energia levib ühelt aineosakeselt teisele molekulivaheliste põrgete tõttu, ilma, et aine ümber paikneks, soojuskiirgus soojuskiirgus, kus energia levib elektromagnetlainete kiirgamise ja neelamise tõttu, toimub ka vaakumis, kuna ainet pole vaja, konvektsioon soojusülekanne, kus energia
Siseenergiaks nimetatakse keha molekulide kineetilise ja potentsiaalse energia summat. Siseenergia levimist ühelt kehalt teisele nimetatakse soojusülekandeks. Soojusülekandes levib siseenergia soojemalt kehalt või kehaosalt külmemale. Seejuures soojema keha siseenergia väheneb ja külmema keha siseenergia suureneb. Soojusülekanne kestab seni, kuni kehade temperatuurid saavad võrdseks. Sel juhul öeldakse, et on saabunud termodünaamiline tasakaal. Soojusülekannet liigitatakse siseenergia ülekande viiside alusel soojusjuhtivuseks, konvektsiooniks ja soojuskiirguseks. Soojusjuhtivuseks nimetatakse soojusülekannet, kus energia levib ühelt aine osalt teisele molekulidevaheliste põrgete tõttu, ilma et aine ümber paikneks. Konvektsiooniks nimetatakse soojusülekannet, kus energia levib gaasi- või vedeliku liikumise tõttu. Soojuskiirguseks nimetatakse soojusülekannet, kus energia levib elektromagnetlainete kiirgamise ja neelamise tõttu.
Soojusnähtused. 1. Siseenergia olemus ja selle muutmise viisid: Siseenergia – keha molekulide kineetilise ja nende vahelise vastastikmõju potentsiaalse energia summa a. Soojusülekande teel – Q=∆U (∆U – siseenergia muut) (Q – soojushulk – iseloomustab soojusvahetuse teel ülekantud energia hulka) Soojendamine – Q>0 ∆U>0 Jahutamine – Q<0 ∆U<0 Soojusjuhtivus – soojusenergia kandumine kuumemalt kehalt külmemale kehale aineosakeste vastasmõju tagajärjel (metallid) Konvektsioon – aine liikumisega kaasnev soojuse levimine vedelikus või gaasis Soojuskiirgus – soojuse levimine kehade poolt kiiratava, temperatuurist sõltuva elektromagnetkiirguse mõjul b
Kehad koosnevad molekulidest, mis on pidevas soojusliikumises ning mõjutavad üksteist tõmbe- ja tõukejõududega. Kui keha liigub siis omab ta kineetilist energiat. Kui keha on teiste kehadega vastastikmõjus, siis annab ta potentsiaalset energiat. 2. Mida nimetatakse keha siseenergiaks? Keha koostisosakeste kineetiliste ja potentsiaalsete energiate summat nimet. KEHA SISEENERGIAKS 3. Millised on kaks moodust keha siseenergia muutmiseks? Soojusülekandega ja mehhaanilise tööga. 4. Loetle soojusülekande kolm liiki. Soojusjuhtivus, konvektsioon, soojuskiirgus. 5. Millega on määratletud soojusülekande suund? Soojusülekandel antakse energiat alati kõrgema temperatuuriga madalama temperatuuriga kehale. 6. Kui kaua saab soojusülekanne kesta? Soojusülekanne kestab kuni sellest osa võtvate kehade temp. on võrsustunud. 7. Milline on soojusjuhtivuse toimemehhanism?
FÜÜSIKA KORDAMISKÜSIMUSED II *Mis on vahelduvvool? Vahelduvvool on elektrivool, mille suund ja tugevus perioodiliselt muutuvad. *Mida näitab vahelduvvoolu amplituud, hetk ja efektiivväärtus? Kuidas on omavahel seotud? Vahelduvvoolu amplituud on voolutugevuse maksimaalne võimalik väärtus. Voolutugevuse hetkväärtus näitab voolutugevust konkreetsel ajahetkel. Efektiivväärtus on keskmine voolutugevus vahelduvvoolu võrgus. Kõik iseloomustavad vahelduvvoolu perioodi vältel. *Faasjuhe? Nulljuhe? Maandusjuhe? Faasjuhe on juhtmeliik, mis omad pinget maa suhtes. Nulljuhe on juhtmeliik, millel puudub pinge maa suhtes ning tänu millele tekib kinnine vooluring. Maandusjuhe on juhtmeliik, mis on ühest otsast ühendatud seadme metallkestaga ning teisest otsast maaga, voolutugevus suureneb järsult ja rakendub kaitse. *Miks kasutatakse kaitsmeid? Kuhu need ühendatakse? Ka
Termodünaamika alused Siseenergiaks nim. keha molekulide kineetilise ja potentsiaalse energia summat. Siseenergia levimist ühelt kehalt teisele nim. soojusülekandeks. Soojusülekandes levib siseenergia soojemalt kehalt või kehaosalt külmemale. Seejuures soojema keha siseenergia väheneb ja külmema keha siseenergia suureneb. Soojusülekanne kestab seni, kuni kehade temp. saavad võrdseks. Soojusülekande liigutus: ¤Soojusjuhtivuseks nim. soojusülekannet, kus energia levib ühelt aineosakeselt teisele molekulidevaheliste põrgete tõttu, ilma et aine ümber paikneks. ¤Konvektsiooniks nim. soojusülekannet, kus energia levib gaasi-või vedeliku liikumise tõttu. ¤Soojuskiirguseks nim. soojusülekannet, kus energia levib elektromagnetlainete kiirgamise ja neelamise tõttu.
Parameetreid jaotatakse makro- ja mikroparameetriteks. Termodünaamika käsitleb kehade kogumeid, mis on soojuslikus kontaktis, st saab toimuda soojusvahetus. Neid kogumeid nimetatakse termodünaamilisteks süsteemideks. Kui süsteemi parameetrid muutuvad, siis süsteem läheb ühest olekust teise, st süsteemi parameetrid muutuvad. Sellist üleminekut nimetatakse protsessiks. Ajalooliselt on vanimtermodünaamika ja sellepärast alustamegi sellest. 4.1. Termodünaamika Termodünaamika kasutab nähtuste kirjeldamiseks makroparameetreid, milleks on füüsikalised suurused, mida kasutatakse ainekoguse kui terviku soojusliku oleku kirjeldamisel. Nendeks on suurused, mida on võimalik hõlpsasti mõõta, näiteks ainekoguse mass, rõhk, ruumala, temperatuur . Suurusi rõhk, ruumala ja temperatuur nimetatakse ka olekuparameetriteks. Olek ei tähenda siin mitte agregaatolekut, vaid ainekoguse seisundit, mis on määratud olekuparameetrite p, V ja T konkreetsete
Termodünaamika on soojusnähtuste teooria, mis ei arvesta aine molekulaarset ehitust. Keha siseenergiaks nim tema koostisosakeste kineetilise ja potentsiaalse energia summat. Soojal kehal suurem siseeenergia, sest suurem osakeste vaheline kaugus. Keha siseenergia muutmise viisid: *mehhaniline töö (mootori osa liikum), *soojusülekanne(saunas käimin). Soojusülekande liigid: *soojusjuhtivus (lusikas tees). Termodün II printsiip: soojusülekandel on alati kindel suund, soojemalt külmememale kehale. Entroopia on suurus energia kvaliteedi hindamiseks. Soojusmasinaid võrreldakse nende efektiivsuse abil. n=Akas/Q1 100%. Kasutegur näitab, kui palju juurde antavast soojushulgast suudab masin muuta kasulikuks tööks.
FÜÜSIKA KONTROLLTÖÖ KORDAMISKÜSIMUSTE VASTUSED. SOOJUSÕPETUS -Absoluutne temperatuuriskaala ehk Kelvini temperatuuriskaala. 0 K = 273 ehk 0 K on absoluutne nullpunkt. Selle temperatuuriskaala järgi võib temperatuur olla ainult positiivne. Kelvini temperatuuriskaalat nimetatakse ka termodünaamiliseks temperatuuriskaalaks, sest selle jaotuvuse aluseks on termodünaamika II printsiip. -Gaasi olekuvõrrandid kus M on gaasi molaarmass m on gaasi kogus T on absoluutne temperatuur p on rõhk R on 8,31 -Isoprotsessid (nimetused, olekuvõrrandi erikujud) ISOTERMILINE protsess T = const T=T1=T2 Graafikuks on parabool ISOBAARILINE protsess p=const Graafikuks on sirge ISOHOORILINE protsess V=const Graafikuks on sirge -Siseenergia definitsioon, siseenergia muutmise võimalused
Tallinna Ülikool Matemaatika ja Loodusteaduste Instituut Loodusteaduste osakond Soojusõpetuse lühikonspekt Tõnu Laas 2009-2010 2 Sisukord Sissejuhatus. Soojusõpetuse kaks erinevat käsitlusviisi.......................................................................3 I Molekulaarfüüsika ja termodünaamika..............................................................................................4 1.1.Molekulide mass ja mõõtmed....................................................................................................4 1.2. Süsteemi olek. Protsess. Tasakaaluline protsess.......................................................................4 1.3. Termodünaamika I printsiip.....................................................................................................
absoluutse temperatuuriga Isobaariline Charles'i seadus: jääva ruumala juures on antud gaasimassi rõhk võrdeline gaasi absoluutse temperatuuriga Clapeyroni s: antud gaasikoguse rõhu ja ruumala korrutis jagatud avsoluutse temperatuuriga on jääv suurus Moolides avaldatud, mistahes aine hulga korral omandab Clapeyroni võrrand kuju pV=nRT (MendelejeviClapeyroni võrrand) SISEENERGJA JA SELLE MUUTMISE VIISID. TD I. TDI energia jäävuse seadus, mis seob siseenergia töö ja soojushulga Kõikidest siseenergia liikidest muutub soojusnähtustes vaid molekulide kineetiline ja nende vastastikmõju potensiaalne energia Siseenergia keha koostisosakeste ja väljade vastastikmõju ning osakeste liikumise energia summat nim siseenergiaks U=3/2m/MRT (üheaatomilise ideaalse gaasi siseenergia) Soojushulgaks nim siseenergia hulka, mis kandub soojusvahetuse teel ühelt kehalt teisele. Soojushulka arvutatakse valemiga Q=cm..t
TEHNILINE TERMODÜNAAMIKA SISSEJUHATUS Termodünaamika on teadus energiate vastastikustest seostest ja muundumistest, kus üheks komponendiks on soojus. Tehniline termodünaamika on eelmainitu alaliigiks, mis uurib soojuse ja mehaanilise töö vastastikuseid seoseid. Tehniline termodünaamika annab alused soojustehniliste seadmete ja aparaatide (näiteks katelseadmete, gaasiturbiinide, sisepõlemismootorite, kompressorite, reaktiivmootorite, soojusvahetusseadmete, kuivatite jne.) arvutamiseks ja projekteerimiseks. Tehniline termodünaamika nagu termodünaamika üldse tugineb kahele põhiseadusele. Termodünaamika esimene seadus on energia jäävuse seadus, rakendatuna soojuslikele protsessidele, teine seadus aga määrab kindlaks vahekorra olemasoleva soojuse ja temast
Termodünaamika · Termodünaamika käsitleb soojusülekannet ja soojuse muundumist tööks · Termodünaamika tegeleb igasugust kütust tarbivate masinate konstrueerimise üldiste seaduspärasustega. · Termodünaamika on makrokäsitlus. Seepärast on kasutusel makroparameetrid p, V, T, Q, U, m. · Termodünaamika põhineb kahele printsiibile need on TD I ja II printsiip Ideaalse gaasi siseenergia ·Siseenergia on keha molekulide soojusliikumise keskmise kineetilise energia ning molekulidevahelise vastasmõju potentsiaalse energia summa. E = Ekin + Epot . ·Ideaalse gaasi puhul potentsiaalset energiat ei ole, seega siseenergia sõltub vaid kineetilisest energiast. ·Kineetiline energia sõltub temperatuurist. Seega Keha siseenergia sõltub keha temperatuurist. Keha temperatuuri muutmise viisid Keha temperatuuri,seega ka siseenergiat, saab muuta kahel viisil 1
· Aurumine--faasisiire, kus aine läheb vedelast olekust gaasilisse. · Avatud termodünaamiline süsteem--kehade kogum, mis on soojusvahetuses nii omavahel kui ka väljaspool kogumit asuvate kegadega. · Difusioon--nähtus, mille sisuks on erinevate ainete segunemine soojusliikumise tagajärjel. · Entroopia--makroskoopiline suurus, mida kasutatakse ternodünaamikas teise printsiibi kvantitatiivsel esitamisel. Iseenesliku protsessi tulemusena sületud süsteemis entroopia kasvab. · Faas--mikrokäsitluse ühe aine olek, mis erineb sama aine teistest olekutest osakeste paigutuse, osakestevahelise vastastikmõju ja soojusliikumise iseloomu poolest. · Faaside tasakaal--olukord, kus tasakaalus on kaks või kolm faasi, s.t. aine võib esineda süsteemis kahes või kolmes faasis korraga, ilma et faasisiirdeid toimuks. Faaside tasakaalud on võimalikud olukorras, puudub võimalus soojust juurde anda ja ära juhtida.
3) Kulgliikumise dünaamika põhimõisted •Mass (+ mõõtühik) Mass m on kehade inertsusemõõt. Mass on skalaarne suurus [m]SI =1kg •Inerts (+ inertsus) Inertsus on keha omadus säilitada oma liikumisolekut •Inertsiaalne taustsüsteem Samal ajal kõik inertsiaalsed taustsüsteemid on absoluutselt ekvivalentsed ja ükski mehaaniline katse (antud taustsüsteemi raames) ei võimalda kindlaks teha, kas süsteem liigub ütlaselt sirgjooneliselt või on paigal. Inertsiseaduse kontroll võimaldabki kindlaks teha, kas taustsüsteem liigub ühtlaselt sirgjooneliselt (või on paigal) või mitte. •Jõud (+ mõõtühik) Jõud on ühe keha mõju teisele, mille tulemusena muutub kehade liikumisolek või nad deformeeruvad. Jõud on alati vektorsuurus. (F)SI=1N •Newtoni 3 seadust (+ valemid ja joonised) Iga keh
kirjeldatakse,nim. lühidalt makroparameetriteks. 2. Mikroparameetrid Füüsikalisi suurusi,mille abi ainet mikroskoopiliselt kirjeldatakse,nim. lühidalt mikroparameetriteks. 3. Olekuparameetrid Kui on teada gaasikoguse rõhk (p), ruumala(V) ja temp.(T), siis on määratud selle gaasikoguse olek (Olek tähendab p,V,T konkreetsete väärtusete kogumit) 4. Ideaalne gaas a)molekulid on punktmassid (V loetakse kaduvväikeseks) b)molekuli põrked anuma seintega on absoluutselt elastsed c)molekulide vahel ei ole vastastikmõju Ideaalne gaas on väga tugevasti hõrendatud gaas. 5. Gaasi rõhk on tingitud molekulide põrgetest vastu anuma seina või vastu kehasid,mis gaasis on Ühikud: 1Pa = 1 Füüsikaline atmosfäär: 1atm= 760mmHg=101325Pa Tehniline atmosfäär: 1at 1mmHg=133,28Pa
maksimaalse tingimuse tekkimist mingis punktis Soojusõpetus · Soojusõpetus tegeleb mateeria liikumise soojusliku vormiga. Soojusõpetus tugineb energia jäävuse seadusele. · Molekulaarfüüsikas nimetatakse molekuliks sellist aine osakest, mis osaleb molekulaarliikumises ehk soojusliikumises. · Molekuli massi suurusjärk: 10-23kg; Molekuli läbimõõt: 10-10m. Kõige lihtsama ehitusega aine on gaas. · Gaaside molekulaarkineetilise teooria kolm põhieeldust: 1) Gaas koosneb molekulidest (osakestest) 2) Molekulid on pidevas kaootilises liikumises 3) Molekulide vahel on vastastikmõju 1 Makrokäsitlus vaadeldakse gaasi kui tervikut. Suurusi, mis ei eelda aine koosnemist osakestest, nimetatakse makroparameetriteks: (m, p, V, T, , t.) p, V, T olekuparameetrid, mis määravad gaasi oleku. Kui üks parameeter muutub, peavad ka
13. Joule’i – Lenzi seadus? Elektrivoolu toimel juhis eralduv soojushulk on võrdeline voolutugevuse ruuduga, juhitakistusega ja voolukestvusega. 14. Kirjelda elektrivoolu vedelikes. Vedelikes on laengukandjateks erimärgilised ioonid, mis hakkavad vastassuundades liikuma. 15. Mis on Galvano tehnika? Eseme katmine metallkihiga elektrolüüsi käigus. 16. Nimeta voolulevimise võimalusi gaasides? Gaasi ioniseerimine, põrkeionisatsioon. 17. Mis on plasma? Tugevasti ioniseeritud gaas. 18. Mis on p-pooljuht, n-pooljuht, pn-siire? N-pooljuht on pooljuht, milles on väike osa põhiaine aatomitest asendatud lisandaine aatomitega, millel valentselektrone on ROHKEM, kui põhiaine aatomitel. P-pooljuht on pooljuht, milles on väike osa põhiaine aatomitest asendatud lisandaine aatomitega, millel on valentselektrone VÄHEM, kui põhiaine atomitel(vastavat lisandit nim aktspetoriks). Pn-siire on pooljuhi ala, millel toimub üleminek P-pooljuhilt N- pooljuhile. 19. Diood?
Elementaarlainete liitumine põhjustab minimaalse ja maksimaalse tingimuse tekkimist mingis punktis Soojusõpetus Soojusõpetus tegeleb mateeria liikumise soojusliku vormiga. Soojusõpetus tugineb energia jäävuse seadusele. Molekulaarfüüsikas nimetatakse molekuliks sellist aine osakest, mis osaleb molekulaarliikumises ehk soojusliikumises. Molekuli massi suurusjärk: 10-23kg; Molekuli läbimõõt: 10-10m. Kõige lihtsama ehitusega aine on gaas. Gaaside molekulaarkineetilise teooria kolm põhieeldust: 1) Gaas koosneb molekulidest (osakestest) 2) Molekulid on pidevas kaootilises liikumises 3) Molekulide vahel on vastastikmõju Makrokäsitlus – vaadeldakse gaasi kui tervikut. Suurusi, mis ei eelda aine koosnemist osakestest, nimetatakse makroparameetriteks: (m, p, V, T, , t.) p, V, T – olekuparameetrid, mis määravad gaasi oleku
Elementaarlainete liitumine põhjustab minimaalse ja maksimaalse tingimuse tekkimist mingis punktis Soojusõpetus Soojusõpetus tegeleb mateeria liikumise soojusliku vormiga. Soojusõpetus tugineb energia jäävuse seadusele. Molekulaarfüüsikas nimetatakse molekuliks sellist aine osakest, mis osaleb molekulaarliikumises ehk soojusliikumises. Molekuli massi suurusjärk: 10-23kg; Molekuli läbimõõt: 10-10m. Kõige lihtsama ehitusega aine on gaas. Gaaside molekulaarkineetilise teooria kolm põhieeldust: 1) Gaas koosneb molekulidest (osakestest) 2) Molekulid on pidevas kaootilises liikumises 3) Molekulide vahel on vastastikmõju Makrokäsitlus vaadeldakse gaasi kui tervikut. Suurusi, mis ei eelda aine koosnemist osakestest, nimetatakse makroparameetriteks: (m, p, V, T, , t.) p, V, T olekuparameetrid, mis määravad gaasi oleku
FÜÜSIKA Molekulaarkineetilise teooria 3 põhieeldust a) Gaas koosneb molekulidest b) Molekulid on pidevas kaootilises liikumises c) Molekulide vahel on vastastikmõju Makroparameetrid- Füüsikalised suurused, mille abil ainet makroskoopiliselt kirjeldatakse. ( gaasikoguse m, p, V, T) Olekuparameetrid- Makroparameetrid p, V ja T Mikroparameetrid- Füüsikalised suurused, mida kasutatakse mikrokäsitluses. Iseloomustavad ainet molekulaarsena
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
jäljendit 19 Voolulevimise võimalusi gaasides: -huumlahendus - realiseerub hõrendatud gaasides (reaktsioonides) -kaarlahendus - tekib normaalrõhul (õhus = 100kPa = 1 atmosfäär (at)) -sädelahendus - õhk muutub väga tugevas elektriväljas lõhiajaliselt elektrit juhtivaks -koroonalahendus - õhk hakkab elektrit juhtima piiratud ruumiosas 20 Plasma - tugevasti ioniseeritud gaas, sisaldab palju laetud osakesi, aga suvaline kogus on tervikuna neutraalne 21 Pooljuht - tavatingimuses halb elektrijuht, kuid temp tõuseb, siis mõned valentsed elektronid vabanevad, jättes tühja koha ehk augu P-pooljuhid on legeeritud lisandaine aatomid, millel on väliskihil vähem elektrone kui põhiaine aatomitel. N-pooljuhid on legeeritud lisandaine aatomid, kus väliskihil on rohkem elektrone kui
kindla objekti, oleku või protsessi. Makroparameetrid on füüsikalised suurused, mida kasutatakse ainekoguse kui terviku kirjeldamisel. Nendeks on näiteks ainekoguse mass, rõhk, ruumala, temperatuur. Mikroparameetrid on füüsikalised suurused, mida kasutatakse aine üksiku molekuli kirjeldamisel. Nendeks onnäiteks molekuli mass, molekuli kiirus. Soojusnähtusi seletatakse molekulaarkineetilise teooria või termodünaamika abil. Esimene kasutab peamiselt mikroparameetreid, teine makroparameetreid. Molekulaarkineetilise teooria põhialused põhinevad kolmel väitel: a) Aine koosneb molekulidest. b) Osakesed on pidevas liikumises. c) Osakesed mõjutavad üksteist tõmbe- ja tõukejõududega. Kauguse suurenedes osakeste vahel saavad õlekaalu tõmbejõud, kauguse üleliigsel vähenemisel aga tõukejõud. Soojusnähtuste aluseks olevate mikroosakeste (molekulide, aatomite, elektronide)
Termodün.1.prints. termodün.-le süsteemile juurdeantav soojushulk läheb süsteemi poolt välisjõudude vastu tehtavaks tööks. A=- U ;Q= U +A Siseenergiaon molekulide soojusliikumise e.kin.ja vastastikmõju e.pot.energia summa.(J) Q=cm t ; t =(t2-t1); c=erisoojus(4200J/kg*C);cm=C Seda saab muuta soojusvahetuse käigus:kui soojusvahetuse käigus anda kahele kehale mingi soojushulk,siis tema temp.tõuseb. Seetõttu suureneb ka keha siseenergia.Kui soojusvahetuse käigus keha annab ära mingi soojushulga,siis tema siseen.väheneb.Töö gaasi paisumisel: Gaasidega võrreldes paisuvad vadelikud ja tahked ained suhteliselt vähe.Paisudes avaldavad nad küll väga suurt rõhku,mis võib aga masina konstruktsioonile isegi ohtlikuks osutuda.Pealegi on soojushulga kiire üleandmine vedelikule või tahkele ainele raskendatud.Kui gaasis saavutatakse see erinevate gaaside reageerimise
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.
2. ehk isohooriline protsess ehk Charles’i [šarl’i] seadus, mida kirjeldab seos p1 p2 p const T1 T2 T T const p f (V ) 3. ehk isotermiline protsess ehk Boyle’i-Marionette’i seadus, mida kirjeldab seos p1V1 p2V2 pV const 7. SISEENERGIA. TÖÖ GAASI PAISUMISEL JA KOKKUSURUMISEL. ENERGIA JAOTUS VABADUSASTMETE JÄRGI. Keha siseenergiaks nimetatakse keha molekulide kineetilise ja potentsiaalse energia summat. Siseenergia levimist ühelt kehalt teisele nim soojusülekandeks. Soojusülekandes levib siseenergia soojemalt kehalt või kehaosalt külmemale. Seejuures soojema keha siseenergia väheneb ja külmema keha siseenergia suureneb. Termodünaamika I printsiip: Gaasile antav soojushulk on võrdne siseenergia
Gammakiirguse laineomadusi on raske uurida, sest lainepikkus on väiksem aatomi mõõtmetest. 14. Mida näitab temperatuur ? kuidas on seotud osakese liikumise kiiruse ja kineetilise energiaga? Temperatuur iseloomustab keha soojuslikku seisundit. Mida kiiremini osakesed liiguvad, seda kõrgem on temperatuur (kineetiline energia ehk liikumisenergia). 15. Erinevad temp skaalad. Celsius, Faraday, Kelvin, Reaumur 0K = -273C 20C = 293K 16. Siseenergia ? Keha siseenergia on võrdne osakeste potentsiaalse ja kineetilise energia summaga. 17. Ideaalne gaas ? + võrrand ? Reaalne gaas ? Ideaalne gaas on lihtsaima gaasi mudel: a) molekulid on punktmassid (molekulide ruumala loetakse kaduvväikseks) b) molekulide põrked anuma seintega on absoluutselt elastsed (molekuli kiiruse väärtus ei muutu põrkel. c) molekulide vahel pole vastastikmõju (tõmbe- ega tõukejõudu) Ideaalse gaasimudel sisaldab kõike seda üldist, mis on omane kõikidele gaasidele
annaabi.ee 
