Kordamisküsimuste vastused 1. Soojusmahtuvus soojushulk, mille peame kehale andma, et tõsta selle temperatuuri 1 kraadi võrra ühik ... J/K erisoojus massiühiku aine soojusmahtuvus ühik ... J/(kg*K) erisoojus cp keha soojusmahtuvus jääval rõhul gaasi soojendamisel hoitakse rõhk const. J/ (kg*K) erisoojus cv keha soojusmahtuvus jääval ruumalal gaasi soojendamisel ei lasta sel paisuda J/ (kg*K) moolsoojus Cp ühe kilomooli aine soojusmahtuvus jääval rõhul gaasi soojendamisel hoitakse rõhk const. J/(kmol*K) moolsoojus Cv ühe kilomooli aine soojusmahtuvus jääval ruumalal gaasi soojendamisel ei lasta sel paisuda. J/(kmol*K) 2.Vabadusastmete arv sõltumatute suuruste arv, mille abil on võimalik määrata süsteemi olekut 3
mehaaniline kui ka soojuslik koosmõju. Termodünaamilist süsteemi, millel puudub soojusvahetus väliskeskkonnaga (ka siis, kui termodünaamilise süsteemi temperatuur erineb väliskeskkonna temperatuurist), nimetatakse s o o j u s l i k u l t i s o l e e r i t u d ehk a d i a b a a t i l i s e k s s ü s t e e mi k s. Adiabaatiliseks termodünaamiliseks süsteemiks on näiteks soojuslikult ideaalselt isoleeritud anumasse paigutatud gaas.Sellist süsteemi, mis väliskeskkonnast on eraldatud samaaegselt adiabaatiliste (soojuslikult isoleeritud) ja mehaaniliselt absoluutselt jäikade pindadega, nimetatakse s u l e t u d ehk i s o l e e r i t u d t e r m o d ü n a a m i l i s e k s s ü s t e e m i k s. Isoleeritud termodünaamilise süsteemi ja väliskeskkonna vahel puudub nii soojuslik kui ka mehaaniline koosmõju. 1.2. Termodünaamiline keha.
Tallinna Tehnikaülikooli Füüsika instituut Üliõpilane: Teostatud: Õpperühm: Kaitstud: Töö nr. 24 OT Gaaside erisoojuste suhe Töö eesmärk: Töövahendid: Õhu erisoojuste suhte määramine Clement'i Desormes'i riist , ajamõõtja Clement'i Desormesi meetodil Skeem Teoreetilised alused Ideaalse gaasi adiabaatilisel paisumisel on kehtiv Poissoni seadus. pV=const . Clemont'i-Desormes'I meetod võimadlab lihtsal viisil määrata cp ja cv suhet. Olgu P1 natuke suurem atmosfäärirõhust P2. Rõhkude vahet näitab vedelikmanomeeter 2. kui
töö vastastikuseid seoseid. 3. Mida mõistame termodünaamilise süsteemi all, homogeene, heterogeenne ja isoleeritud süsteem Termodünaamilise süsteemi all mõistetakse kehade kogu, mis võivad olla nii omavahel kui ka väliskeskkonnaga energeetilises vastasmõjus. Homogeenne süsteem on selline, mille füüsikalis-keemilised omadused on kõigis punktides ühesugused. Sellise süsteemi näiteks on gaas, vesi, jää jne. Heterogeenseks nimetatakse süsteemi, mille üksikutel osadel on erinevad füüsikalised omadused. Seejuures on süsteemi osad üksteisest eraldatud lahutuspindadega. Heterogeenseks süsteemiks on näiteks vesi ja jää, aur ja vesi, aur ja jää jne. Termodünaamilist süsteemi, millel puudub soojusvahetus väliskeskkonnaga, nimetatakse soojuslikult isoleeritud ehk adiabaatiliseks süsteemiks. Süsteem, mis on väliskeskkonnast
vastastikuseid seoseid. 3. Mida mõistame termodünaamilise süsteemi all, homogeene, heterogeenne ja isoleeritud süsteem Termodünaamilise süsteemi all mõistetakse kehade kogu, mis võivad olla nii omavahel kui ka väliskeskkonnaga energeetilises vastasmõjus. Homogeenne süsteem on selline, mille füüsikalis-keemilised omadused on kõigis punktides ühesugused. Sellise süsteemi näiteks on gaas, vesi, jää jne. Heterogeenseks nimetatakse süsteemi, mille üksikutel osadel on erinevad füüsikalised omadused. Seejuures on süsteemi osad üksteisest eraldatud lahutuspindadega. Heterogeenseks süsteemiks on näiteks vesi ja jää, aur ja vesi, aur ja jää jne. Termodünaamilist süsteemi, millel puudub soojusvahetus väliskeskkonnaga, nimetatakse soojuslikult isoleeritud ehk adiabaatiliseks süsteemiks. Süsteem, mis on väliskeskkonnast
.....................................8 16.Erisoojuse def....................................................................................................................................8 17.Soojusmahtuvuse def........................................................................................................................ 8 18.Erisoojuste liigitused ja mõõteühikud...............................................................................................8 19.Isobaarne isohoorne erisoojus ( Mayer'i võrrand).........................................................................8 20.Keskmine ja tõeline erisoojus (nende määramine, soojushulga arvutuslik määramine erisoojuse abil)........................................................................................................................................................ 9 21.Entalpia mõiste ja matemaatiline avaldis..........................................................................................9 22
molekulidest. Iga aine molekulid on korrapäratus, kaootilises, ilma mingi eelissihita liikumises, mille intensiivsus sõltub aine temperatuurist. Osakesed mõjutavad teineteist. On kokku lepitud lugeda keha ainehulgaks suurus, mis on võrdeline osakeste arvuga selles kehas. Ühik mool (mol). Mool on niisuguse süsteemi ainehulk, milles osakeste arv võrdub 0,012 kg süsiniku 12C aatomite arvuga. Aine molekulide arvu N ja ainehulga suhet nimetatakse Avogadro arvuks NA: NA=N/. Selle väärtus NA=6,022*1023 mol-1. NA näitab, mitu aatomit või molekuli on ühes moolis aines. Ainehulk võrdub aatomite või molekulide arvu N ja N A suhtega: = N/ NA. Molaarmassiks M nimetatakse suurust, mis võrdub aine massi m ja ainehulga suhtega: M=m/. Ühik kg/mol. M leidmiseks tuleb määrata kehas sisalduv ainehulk ja selle keha mass. Saame seose: M=(m*NA)/N=mo NA
(2) Eksisteerib kindel kvantitatiivne seos molekulide kollek-tiivi omaduste ja üksikmolekuli iseloomustava füüsikalise parameetri keskväärtuse vahel. (3) Aine makroskoopiliste ning mikroskoopiliste omaduste vaheliste seoste leidmiseks on vaja teada vaid üksikmolekule iseloomustavate suuruste teatud tõenäoseid väärtusi. Molekulaarkineetilises teoorias kasutatakse ideaalse gaasi mudelit. Sisuliselt on ideaalne gaas antud definitsiooniga: (i) Ideaalse gaasi molekulid on punktmassid, mille kogu-ruumala võrreldes gaasi sisaldava anuma ruumalaga on kaduvväike, s.t. seda ei arvestata. (ii) Ideaalse gaasi molekulide vahel puuduvad tõmbe- ja tõukejõud (molekulaarjõud), väljaarvatud molekulide põrgete korral ilmnevad lühiajalised tõukejõud. Põrked on absoluut-selt elastsed. Paljud kergemad gaasid alluvad normaaltingimustel küllalt hästi ideaalse gaasi mudelile.
sulamistemperatuur ja 100 vee keemistemperatuur. Kelvini skaala, samm on sama mis Celsiuse skaala puhul aga 0ks loetakse absoluutset nulli. 9. Ideaalgaasi mõiste. Ideaalgaaside olekuvõrrandi kolm erikuju. Ära märkida suurused, mis figureerivad nendes võrrandites ja millised on nende mõõtühikud. Ideaalgaas nimetatakse gaasi mille molekulide vahel puuduvad vastatikused jõud ja molekulide maht loetakse tühiselt väikeseks. pv = RT Clapeyroni võrrand pV= MRT pV = 8314T p rõhk [Pa, N/m², mmHg, atm, bar, psi] v - Erimaht [ m³/kg] R suhteline gaasikonstant [J/kg*K] T absoluutne temperatuur [K] V ruumala [m³] M gaasi mass [kg] moolmass [kg/kmol] 10. Ideaalgaaside põhiseadused 1) Boyle Mariotte' seadus: Kui gaasi oleku muuts tõimub konstantsel temperatuuril siis v1 p
sulamistemperatuur ja 100 vee keemistemperatuur. Kelvini skaala, samm on sama mis Celsiuse skaala puhul aga 0ks loetakse absoluutset nulli. 9. Ideaalgaasi mõiste. Ideaalgaaside olekuvõrrandi kolm erikuju. Ära märkida suurused, mis figureerivad nendes võrrandites ja millised on nende mõõtühikud. Ideaalgaas nimetatakse gaasi mille molekulide vahel puuduvad vastatikused jõud ja molekulide maht loetakse tühiselt väikeseks. pv = RT Clapeyroni võrrand pV= MRT pV = 8314T p rõhk [Pa, N/m², mmHg, atm, bar, psi] v - Erimaht [ m³/kg] R suhteline gaasikonstant [J/kg*K] T absoluutne temperatuur [K] V ruumala [m³] M gaasi mass [kg] moolmass [kg/kmol] 10. Ideaalgaaside põhiseadused 1) Boyle Mariotte' seadus: Kui gaasi oleku muuts tõimub konstantsel temperatuuril siis v1 p
Selle aluseks on 3 põhiväidet: 1. Aine koosneb osakestest-aatomitest ja molekulidest. 2. Need osakesed liiguvad kaootiliselt. 3. 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
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. Isobaarsel protsessil tehtud töö A = p V , kus p on rõhk ja V ruumala muut. 1 Näidisülesanne 1. Gaas sai soojushulga 100 J ja tegi tööd 140 J. Kuidas ja kui palju muutus tema siseenergia? Lahendus. Teeme lihtsa joonise, mis Antud: näitab, et gaas saab mingi Q = 100 J soojushulga ja teeb paisumisel A = 140 J mingi hulga tööd. U = ?
.........................................................9 II Gaaside kineetiline teooria..............................................................................................................12 2.1. Gaaside kineetilise teooria põhialused....................................................................................12 2.2. Temperatuur ja siseenergia......................................................................................................13 2.3. Siseenergia ja soojusmahtuvus...............................................................................................15 2.4. Adiabaatiline ja polütroopne protsess ....................................................................................16 2.5. Ideaalse gaasi töö erinevates protsessides..............................................................................17 2.6. Gaasimolekulide jaotus kiiruste järgi....................................................................................
mc 2 E kin m0 c 2 2 v 1 c2 Kineetiline energia , m0c2 on seisuenergia (keha koostisosade vastastikuse seose ja sisemise liikumise energia). 27.Ideaalse gaasi olekuvõrrand. Ideaalne gaas on selline gaas, mille osakesed on punktmassid ning mille vahel vastastikmõju puudu. Ideaalgaasi võrrand seob omavahel gaasi olekuparameetreid. pV=nRT, kus p-gaasi rõhk(Pa), V-gaasi ruumala (m3), n-gaasi moolide arv (mol), R-universaalne gaasikonstant 8,314 J/K*mol, T-gaasi temperatuur (K) 3 kT 2 kulgliikumise energia 28.Isoprotsessid. Isoprotsessiks nim oleku muutumist, milles mingi olekut iseloomustav parameeter jääb konstantseks.
ja tahketes kehades niisama hästi kui gaasides. Helilainete edasikandumiseks peab olema mingi keskkond, seega vaakumis heli levida ei saa. Helitaset mõõdetakse detsibellides(dB). Laine on võnkumiste ruumis levimine, mida põhjustab võnkeallika võnkumine. Kui võnkeallikas võngub harmooniliselt, siis on ka tekkiv laine harmooniline. Laine põhitunnuseks on energia edasikandmine. 26,* Gaaside kineetilise energia põhivõrrand P=2/3 E*n 27*, Ideaalse gaasi olekuvõrrand. Ideaalne gaas on selline gaas, mille osakesed on punktmassid ning mille vahel vastastikmõju puudub. Ideaalgaasi võrrand seob omavahel gaasi olekuparameetreid. pV=nRT, kus p-gaasi rõhk(Pa), V-gaasi ruumala (m3), n-gaasi moolide arv (mol), 3 kT 2
) ei muutu, kui süsteem mõjutab teda soojuslikul, mehaanilisel või mõnel muul viisil. Termodünaamilise süsteemi üks lihtne näide on gaas balloonis. Süsteemi ja ümbruskeskkonna vaheline piir on ballooni sisepind, ümbruskeskkonna moodustab aga balloon ise koos seda ümbritseva õhuga. Termodünaamiline süsteem võib olla homogeenne või heterogeenne. Homogeenses süsteemis on aine füüsikalis-keemilised omadused kõigis punktides ühesugused. Sellise süsteemi näiteid on gaas, vesi ja jää. Heterogeenseks nimetatakse süsteemi, mille üksikosade füüsikalis-keemilised omadused on erisugused. Seejuures on süsteemi osad üksteisest eraldatud lahutuspinnaga. Heterogeenne süsteem on näiteks vesi ja jää, aur ja vesi, aur ja jää. Termodünaamiline süsteem võib olla kas materiaalselt suletud või materiaalselt avatud. Süsteem on materiaalselt suletud, kui puudub aine juurdevool süsteemi või äravool sellest, sest siis ei
v = v0 ± a t v a t2 at s = v0 t ± 2 Nurkkiirus Joon- ja nurkkiiruse vaheline seos d v = r = , ühikuks on 1 rad/s Pöörleval kehal üldist joonkiirust ei ole, vaid on dt ainult mingi punkti joonkiirus. Reegel nurkkiiruse määramiseks: parem peopesa ümber pöörlemistelje, sõrmedega pöörlemissuunas. Väljasirutatud pöial näitab nurkkiiruse suunda. Kasutatakse ka mõistet pöörlemissagedus. 1 n= , kus T on ühe pöörde tegemiseks T kulunud aeg. = 2 n Nurkkiirendus Nurk- ja tangentsiaalkiirenduse r vaheline seos r d = dt at = r
Mahterisoojus kuumutamise seotud kehade ümberpaiknemisega ruumis või tulemusena ei muutu . 3.Moolerisoojus C=µc [J/ süsteemiväliste parameetrite muutusega. 2.Energia (kmol·K).]. Kahte viimast kasutatakse peamiselt otsest üleminekut ühelt kehalt teisele ilma väliste gaasiliste kehade puhul. Temperatuuri kasvades parameetrite muutusteta (kõrgema temp. kehalt erisoojus kasvab. Tõeliseks erisoojuseks- nim. madalama temp. kehale), sellist ülekande vormi nim. erisoojust, mida keha omab c=dq/dt = limq/t. soojuseks. Soojusvahetus, levi- soojusevormis 13.Termodünaamilise keha entalpia. Entalpia h on ülekantud energiat nim. soojushulgaks. Tähistatakse Q- siseen u ja rõhuenergia pv summa: h=u+pv [J/kg]. [J]. q=Q/M [J/kg]
Soojus ja töö. Energia ülekanne töö vormis- on seotud kehade ümberpaiknemisega ruumis või süsteemiväliste parameetrite muutusega. 2.Energia otsest üleminekut ühelt kehalt teisele ilma väliste parameetrite muutusteta (kõrgema temp. kehalt madalama temp. kehale), sellist ülekande vormi nim. soojuseks. Soojusvahetus, levi- soojusevormis ülekantud energiat nim. soojushulgaks. Tähistatakse Q- [J]. q=Q/M [J/kg]. Ideaalne gaas. Selle all mõistetakse gaasi, mis koosneb elastsetest molekulidest, mille vahel puuduvad jõud. Ideaalse gaasi molekulide endi maht on tühiselt väike, mis võimaldab neid vaadelda materiaalsete punktidena. Gaasi molekulid on pidevas liikumises. Sellist aineosakeste liikumist nimetatakse soojuslikuks liikumiseks. Ideaalses gaasis liigub sirgjooneliselt seni kuni ta põrkub kokku naabermolekuli või gaasi piirava pinnaga. Põrked põhjustavad rõhu, mis ajaühikus jaguneb üle
omadusi makroparameetrite (rõhk p, ruumala V, temperatuur T) abil. · Molekulaarfüüsika uurib aine ehitust lähtudes molekulaarkineetilisest vaatepunktist. Kõik ained koosnevad aatomitest ja molekulidest. Kasutatakse statistilist uurimismeetodit, st, et rakendatakse hästi tuntud statistilisi seadusi ja opereeritakse lõpuks keskmiste füüsikaliste suurustega. · Molekulaarfüüsika ja termodünaamika täiendavad teineteist, kuid termodünaamika on üldisem. · 2. Ideaalne gaas. · Ideaalne gaas lihtsaim termodünaamilise süsteemi mudel, so. punktikujuliste molekulide kogum, mille vastastikust mõju ignoreeritakse. Makroparameetrite vaheline seos ehk olekuvõrrand: , kus p rõhk, V ruumala, m gaasi mass, M gaasi moolmass, R universaalne gaasikonstant (R=8,314 ), T temperatuur (K). · 3. Jaotusfunktsiooni mõiste. · Jaotusfunktsioon ehk tõenäosusjaotus määrab ära juhusliku suuruse tõenäosuse vastavalt suuruse väärtustele.
üksteise suhtes. Üks keha valitakse taustkehaks, teiste kehade liikumist vaadeldakse selle taustkeha suhtes. Põhimõtteliselt on kõik kehad kõlbulikud taustkehana, valik tehakse mõistlikkuse ja otstarbekuse kriteeriumist lähtudes. Näiteks vaadeldakse tavaliselt lendava linnu liikumist Maa suhtes, mitte vastupidi, kuigi põhimõtteliselt ei ole viimane võimalus keelatud. Kehade asukoha määramiseks taustkeha suhtes seotakse viimasega koordinaatide süsteem, tavaliselt ristkoordinaadistik. Ajavahemike mõõtmiseks peab taustkeha juures olema kell. Taustkeha koos koordinaatide süsteemi ja kellaga nimetatakse taustsüsteemiks. Üldjuhul võib kehade liikumine olla küllalt keeruline. Kaks lihtsaimat liikumisviisi on kulgliikumine ja pöörlemine ümber fikseeritud telje; kõik keerulisemad liikumised on vaadeldavad kui nende lihtsaimate liikumiste kombinatsioonid
v 3) =/2, siis 2 m mg Clapeyroni võõrand: pV=RT, kus R=8,314 RM Erirelatiivsusteooria J/mol*K. pV=mRT/müü. 2 2 Seda nim
(dq=0, q=0). iseloomustavad termodünaamilise süst. energeetilist olukorda. k=Cp/Cv. Nendeks on: siseenergia u,[J/kg]; entalpia h,[J/kg]; entroopia s, [J/kg]. Sõltumatud olekuparameetrid on: 1.Erimaht(keha massiühiku maht) v=1/, [m3/kg]. 2.Tihedus(on erimahu Polütroopne protsessiks pöördväärtus)=M/V=1/v, [kg/m3].3. Rõhk (pinnaühikule nimte. sellist protsessi, mille käigus erisoojus ei muutu. s.t. normaalisihis mõjuv jõud) p [N/m2,Pa]. sellist protsessi, mis allub võrrandile T*ds/dT=c=const. 4.Temperatuur(iseloomustab antud keha kuumenemise astet mingi teise keha suhtes ja määrab nendevahelise soojusvoo suuna). Siseenergia. Td kehas sisalduvat energia hulka nim. siseenergiaks, mis on keha molekulide kulg -ja pöörlemisliikumiseenergia, aatomite võnkumisenergia jt. energiate summa. siseenergia antakse tavaliselt keha 1kg kohta
Termodünaamika I seadus sätestab, et keha siseenergia saab muutuda tänu soojushulgale, mis saadakse väliskeskkonnast ning tööle, mida süsteem teeb välisjõudude vastu. Termodünaamika I seadus valemi kujul: ∆u=Q+A, kus Q-soojushulk (J), ∆u-süsteemi siseenergia muut(on võrdne soojusefektiga konstantsel ruumalal) (J), A-töö (J) Kõige lihtsam töö vorm on mehaaniline töö. Näiteks gaas teeb paisumisel tööd dA = pdV, kus p on gaasi rõhk ning dV on ruumala muut. Võimalikud on ka muud töö vormid (nt. elektriline: aku laadimine-tühjenemine) Isoprotsessides: isotermiline T=consT. Δu=0 Q=A isokooriline V=consT. Δu=Q A=0 isobaariline p=consT. A=pΔV Δu=Q-A adiabaatiline Q=0 Δu=-A Mis tahes keha siseenergiaks nim tema molekulide korrapäratu liikumise kineetilise energia, vastastikuse mõju
suureneb nende kineetiline energia nende kineetiline energia · Keha siseenegia suureneb · Keha siseenergia väheneb · Temperatuur tõuseb · Temperatuur langeb Termodünaamika alused 1. Füüsikaliste suuruste tähised ja SI-süsteemi ühikud: Ruumala V m3 Erisoojus c J/kg*K Soojushulk Q J Abs. Temp T K Siseenergia U J Kasulik töö Akas J Töö A J Kasutegur % Mass m kg Teepikkus l m Temperatuur T/t K/0C Aeg t s 2. Mida uurib termodünaamika
sin = ja võrrand omandab järgneva kuju (-02 + ) = 0. Et võrrand kehtiks , peab kordaja võrduma nulliga -02 + = 0 ning 02 = . Asendades võnkumise ringsageduse 0 võnkumise võrandisse, saame harmoonilise võnkumise võrrandi + 02 = 0. Pendli harmoonilise võnkumise periood T= = Pendlit on praktikas võimalik kasutada raskuskiirenduse g määramiseks. 1.5.3. Füüsikaline pendel: Jäik keha, mis saab võnkuda raskusjõu mõjul ümber raskuskeskmest kõrgemal oleva võnketsentri ja omab geomeetrilist vormi, mille inertsmoment on standardne nimetatakse füüsikaliseks pendliks Füüsikalise pendli harmoonilise võnkumise võrrand on analoogne matemaatilise pendli võrrandiga ja tuletus sammuti . Paneme kirja raskusjõu ja
avalduvad selles, et nende osade vahel, aga samuti nendega kok-kupuutes olevatele kehadele mõjuvad jõud, mille suurus sõltub vedeliku või gaasi kokkusurumise astmest. Selle mõju esel.-seks kasutatavat suurust nim. rõhuks. Pinnatükikese S ja pindalaühiku kohta tuleva jõu f väärtus määrab rõhu vedelikus. Seega rõhk p avaldub valemiga: p=f/S. Kui jõud, millega vedelik mõjub pinnatü-kikesele S, on jaotunud ebaühtlaselt, määrab eelnev valem rõhu keskmise väärtuse. Rõhu määramiseks antud punktis tuleb võtta suhe f/S piirväärtus S lähenedes nullile: p=limS0 f/S=df/dS. Rõhk on skalaarne suurus, sest tema väärtus vedeliku või gaasi antud punktis ei sõltu pinnatükikese S orientatsioonist. Selle väite tõestamiseks kasutame nn. tahkestamise printsiipi, mille kohaselt võib tasakaalutingimusi rikkumata asendada vedeliku mistahes ruumala tiheduse poolest vedelikuga võrdse tahke kehaga. PASCALI SEADUS: Kui vedelikus (või
aatomite (molekulide) soojusliikumisest. Gaaside kirjeldamisel kasutame ideaalse gaasi mudelit. Ideaalse gaasi korral jäetakse molekulidevahelised jõud arvestamata, mistõttu gaasi siseenergia on gaasi molekulide summaarne kineetiline energia. Gaasid tavatingimustes (veeldumistemperatuurist kõrgematel temperatuuridel ja normaalsetel rõhkudel) on küllalt hästi vaadeldavad ideaalse gaasina. 4.1 Mool, molaarmass, ühe molekuli mass Mool on SI-süsteemi ainehulga ühik. Mool on süsteemi ainehulk, mis sisaldab sama palju elementaarseid koostisosakesi, nagu on aatomeid 0,012 kilogrammis ¹²C (süsiniku isotoobis massiarvuga 12). Mooli kasutamisel peab täpsustama koostisosakeste tüüpi, milleks võivad olla aatomid, molekulid, ioonid, elektronid, mingid teised osakesed või eespool nimetatud osakeste kindlalt määratletud grupid. Meil on selleks molekulid ja üheaatomiliste molekulide korral aatomid.
Mingi keha asukoht taustkeha suhtes määratakse koordinaatidega vastavas koordinaadistikus. Kohavektor on selline vektor, mille alguspunkt ühtib koordinaatide alguspunktiga. Seetõttu on kohavektori koordinaadid võrdsed vektori lõpp- punkti koordinaatidega. r Ristkoordinaadid (ortonormaalne reeper) Koordinaadid. Termin kolmemõõtmeline väljendab vektori kirjapanekuks vajalike sõltumatute muutujate - koordinaatide - hulka. Igapäevakogemus kinnitab. et keha asukoha määramiseks piisab kolmest arvust (tinglikult pikkus, laius ja kõrgus). Nende kolme arvu saamiseks tuleb konstrueerida koordinaatsüsteem - reeglistik nimetatud arvude leidmiseks. Lihtsaim ja sagedamini kasutatav on ristkoordinaadistik (ka Descartes'i või Cartesiuse koordinaadid): kolm üksteisega risti olevat ühikvektorit, mille suunale projekteeritakse kirjeldatav kohavektor. Neid nn. baasivektoreid tähistatakse tähtedega , ja ning nad koos
Absoluutsele nullile (T = 0 K) vastab soojusliikumise täielik peatumine. Gaas, vedelik ja tahkis erinevad molekulide liikumisvabaduse poolest. Gaasis on molekulide keskmised vahekaugused tunduvalt suuremad molekulide mõõtmetest. Vedelikus ja tahkises on molekulide vahekaugused mõõtmetega samas suurusjärgus. Soojus on energia liik. Kui see energia läheb ühelt kehalt teisele, siis räägitakse ülekantavast soojushulgast Q. Soojushulga ühikud: 1 cal (kalor) = 4,186 J. Keha soojusmahtuvus C näitab, kui suur soojushulk tuleb sellele kehale anda, et tõsta tema temperatuuri ühe kraadi võrra. C = Q / T . Soojusmahtuvuse SI-ühikuks on J / K. Aine erisoojus c näitab, kui suur soojushulk tuleb anda selle aine ühikulise massiga kogusele, et tõsta tema temperatuuri ühe kraadi võrra. c = Q / (m T) . Erisoojuse SI-ühikuks on J / (kg . K) . Seega ülekantav soojushulk Q = c m T ja keha soojusmahtuvus C = c m. Aine moolsoojus on ühe mooli selle aine soojusmahtuvus
Absoluutsele nullile (T = 0 K) vastab soojusliikumise täielik peatumine. Gaas, vedelik ja tahkis erinevad molekulide liikumisvabaduse poolest. Gaasis on molekulide keskmised vahekaugused tunduvalt suuremad molekulide mõõtmetest. Vedelikus ja tahkises on molekulide vahekaugused mõõtmetega samas suurusjärgus. Soojus on energia liik. Kui see energia läheb ühelt kehalt teisele, siis räägitakse ülekantavast soojushulgast Q. Soojushulga ühikud: 1 cal (kalor) = 4,186 J. Keha soojusmahtuvus C näitab, kui suur soojushulk tuleb sellele kehale anda, et tõsta tema temperatuuri ühe kraadi võrra. C = Q / T . Soojusmahtuvuse SI-ühikuks on J / K. Aine erisoojus c näitab, kui suur soojushulk tuleb anda selle aine ühikulise massiga kogusele, et tõsta tema temperatuuri ühe kraadi võrra. c = Q / (m T) . Erisoojuse SI-ühikuks on J / (kg . K) . Seega ülekantav soojushulk Q = c m T ja keha soojusmahtuvus C = c m. Aine moolsoojus on ühe mooli selle aine soojusmahtuvus
ühikulisele pinnale mõjuvat jõudu: p = , kus p on rõhk (Pa), S on pindala (m 2) ja S F on sellele pindalale (S) mõjuv jõud (N). Rõhuühikuid: Paskal (Pa); tehniline atmosfäär (1 at = 1 kgf/cm2 = 98066,5 Pa); elavhõbedasamba kõrgus (1 mmHg = 133 Pa); looduslik atmosfäär (normaalrõhk) (1 atm = 760 mmHg = 101325 Pa); baar (1 bar = 100000 Pa). Ideaalse gaasi olekuvõrrand ja isoprotsessid. Ideaalne gaas on tegeliku (reaalse) gaasi mudel, kus: a) molekulid loetakse punktmassideks; b) molekulide põrgetel anuma seinaga nende kiiruste väärtus ei muutu, muutub ainult kiiruse suund; c) molekulide vahelist vastastikmõju ei arvestata. Ideaalse gaasi m olekuvõrrand (Clapeyron'i võrrand) pV = RT seob omavahel gaasi ruumala V µ
korrutis jääv suurus. pV=const, kui T=const. Loeng 9 · Avogadro seadus ja Avogadro arv. Avogadro seadus: Samadel füüsikalistel tingimustel on kõigi gaaside moolruumalad võrdsed. Avogadro arv: et kõigi ainete gramm-molekulid (moolid) sisaldavad võrdse arvu osakesi (molekule), siis sõltub molekulide ruumtihedus üksnes rõhust ja temperatuurist. Asendades olekuvõrrandis ainehulga z molekulide arvuga N=nV=zNA (suurust NA, mis väljendab molekulide arvu ühes moolis aines, nim. Avogadro arvuks), saame , kus -23 k=R/NA=1,38·10 J/K (Boltzmanni constant). Avogadro arvu täpset väärtust ei ole tänapäeva tehnoloogiaga võimalik kindlaks teha. Alates 2002. aastast kasutatakse Avogadro ligikaudse väärtusena arvu 6,0221415·1023±
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
