korrastamata liikumiseks. Üheks heaks näiteks on juba see, et inimesed koristavad tuba. Tuba on korras, kuid mingi aja vältel on muutunud see jälle korratuks,kuna on tekkinud tolm. Asjad saavad muutuda korras olekust korratusse olekusse, kuid vastupidi seda ei juhtu. Kuigi korrast ise ära läks. Tuba ei lähe iseenesest korda, vaid siis kui inimene selle ise ära koristab. Ning teine väga hea näide, mis aitab hästi aru saada sellest on see, et kui näiteks võtta gaasikogus ja ühel osal gaasil on temperatuur kõrgem siis, need tempetaruurid segunevad ja temperatuur muutub ühtlaseks. Ning ka see on korras olekust korratusse muutumine. Teine inimene,kes on sõnastanud seda on L. Boltzmann. Mikrokäsitlusest lähtudes võib termodünaamika teist printsiipi sõnastada ka oleku tõenäolisuse mõistet kasutades. Boltzmann väitis, et loodus püüab üle minna vähem tõenäoliselt olekult tõenäolisematele. Suletud
A=pV A-gaasi paisumistöö (J) p-gaasi rõhk (p=const)(Pa) V-gaasi ruumala muut (m3) 4. Soojusmasin Soojusmasinaks nimetatakse masinat, milles toimub kütuse siseenergia muundamine mehaaniliseks tööks. Soojusmasinad on näiteks sisepõlemismootorid, reaktiivmootorid, auru- ja gaasiturbiinid jne. Igas soojusmasinas on järgmised põhiosad: 1) Soojendi soojendina toimib kütuse põlemine. 2) Töötav keha mingisugune gaasikogus, mis saab kuumenemise tõttu paisuda ja tööd teha. 3) Jahuti jahutiga toimib ümbritsev atmosfääri õhk. Selleks, et soojusmasin saaks kestvalt tööd teha, peab tema töö iseloom olema tsükliline. Soojusmasina põhimõtteskeem on järgmine: Q1-soojendilt saadud soojushulk
gaasi mass on 24 kg. p = 1 bar = 105Pa 1,1 bar = 110000Pa po ( 0ºC; 760 mm Hg ) = 101325 Pa o = 1,22 kg / m3 M = 800 kg / h Vo = ? d=? pV / T = poVo / To Vo = vo M vo = 1 / o vo = 1 / 1,22 kg/m3 Vo = 800kg * 24kg / 1,22 kg/m3 = 19200 kg * m3 / 1,22 kg = 15737,7 m3 suitsugaasi normaaltingimustel. 110000 Pa * V / 673,15 K = 101325 Pa * 15738 m3 / 273,15 K V = 5838011,532 / 163,4108297 = = 35725,97693m3 tunnis / 3600 sek = 9,92 m3 / sek. Võtan toru pikkuseks 4 m, mille gaasikogus peab läbima 1 sekundiga. r2 * 4 m = 9,92 m3 r2 = 9,92 m3 / * 4 m r = (9,92m2 / 12,57) = 0,888358367 * 2 = 1,77672 m Vastus: Vajalik korstna diameeter on 178cm 1,8 m 2 16 Halva määrimise tõttu toimub masinas 180 kilogrammise terasdetaili kuumenemine 10. minuti jooksul 20ºC võrra. Määrata selle tagajärjel masinas esinev võimsuse kadu. Terase erisoojus c = 0,46 kJ/kg*K. c = 0,46 kJ/kg*K = 460 J/kg*K t = 10 min = 600 s T = 20 M = 180 kg Q = c M T 1W=1J/1s
tulistamise kohta) valemi: , kus V on raketi kiirus pärast gaaside väljalendamist. Siinjuures eeldati, et raketi algkiirus võrdus nulliga. Saadud raketi kiiruse valem kehtib üksnes tingimusel, et kogu põlenud kütuse mass heidetakse raketist välja hetkelt. Tegelikkuses aga voolavad gaasid välja järk-järgult kogu raketi kiireneva liikumise jooksul. Iga järgnev gaasikogus heidetakse välja raketist, mis on juba omandanud teatud kiiruse. Täpse valemi saamiseks tuleb gaasi väljavoolamist raketi düüsist vaadelda märksa üksikasjalikumalt. Olgu raketil ajahetkel t mass M ning liikugu rakett kiirusega (joon. 1.17.3(1)). Väikese ajavahemiku jooksul heidetakse raketist välja teatud kogus gaasi suhtelise kiirusega . Ajahetkel on raketi kiirus , tema mass aga muutub võrdseks , kus (joon. 1.17
M=m/n; pV=nRT; n=m/M; pV=mRT/M; M=mRT/pV 7) Millised väited on õiged? Kui konstantse ruumalaga anumasse, mis sisaldab gaasi A, lisada gaasi B (mõlemad samal temperatuuril), siis (f) ...gaasi A ruumala väheneb. (g) ...gaasi A moolmurd väheneb 8) Milline võrranditest kehtib ainult ideaalgaaside korral (põhjenda valikuid): pj = n j RT iga gaasi osarõhk on võrdne rõhuga, mida see gaasikogus avaldaks V anuma seintele, kui ta oleks anumas üksi. Daltoni seadus kehtib ideaalgaaside korral, st juhul, kui gaasimolekulide vahelised interaktsioonid puuduvad. 9) Kas kergemad gaasid asuvad eelistatult kõrgemates või madalamates atmosfääri kihtides? Kergemad gaasid asuvad eelistatult kõrgemates atmosfääri kihtides. 10) Miks heelimi eraldatakse maagaasist, aga mitte õhust? Heeliumi leidumine maa atmosfääris on alles kolmandal kohal, põhjuseks ürgse
M +m v Raketist suunatakse tahapoole gaasikogum massiga dm, s.t. mille mass on kütuse kogumassiga võrreldes lõpmata väike. Selle kiirus on eelöeldu põhjal raketi suhtes vg v + vg , liikumatu vaatleja suhtes . Raketi kiirus kasvab selle tulemusel lõpmata väikese muudu dv võrra, mass väheneb suuruse dm võrra. Süsteemi rakett- gaasikogus summaarne impulss liikumatu vaatleja suhtes on p = ( M + m - dm)(v + dv ) + (v + v g )dm. dm M + m - dm vg + v v + dv Et süsteemile välisjõude eelduse põhjal ei mõjunud, siis impulsi jäävuse põhjal p = p0 ,
1) Kui süsteem läheb järsul muutumisel mitte tasakaalulisse olekusse, siis selliste olekute ajalistprotsessi nim. mittetasakaaluliseks protsessiks. 2) Kui süsteemi mõjutatakse lõpmatult aeglaselt, siis selliste olekute jada nim. tasakaaluliseks protsessiks. 6. Ideaalse gaasi olekuvõrrand. Võrrand kirjeldab ideaalse gaasi tasakaalustatud olekut ja seob kõiki kolme oleku parameetrit. m pV= M RT p-rõhk, V-ruumala, T-temperatuur, m-gaasikogus-mass, M-, R-universaalne gaasikonstatn. 7. Termodünaamika I printsiip. On energiajäävuse seadus soojusprotsesside jaoks ja kirjeldab süsteemi siseenergia muutumist töö ja U2 U1 soojusülekande kaudu. - =Q-A (U-süsteemi siseenergia, Q-soojushulk, A-töö) Gaasi siseenergiamuut on võrdne gaasile antud soojushulgaga ja gaasi poolt sooritatud töö vahega.
v Raketist suunatakse tahapoole gaasikogum massiga dm, s.t. mille mass on kütuse kogumassiga võrreldes lõpmata väike. Selle kiirus on eelöeldu põhjal raketi suhtes v g , liikumatu vaatleja suhtes v + v g . Raketi kiirus kasvab selle tulemusel lõpmata väikese muudu dv võrra, mass väheneb suuruse dm võrra. Süsteemi rakett-gaasikogus summaarne impulss liikumatu vaatleja suhtes on p = ( M + m - dm)(v + dv ) + (v + v g ) dm. 4 dm M + m - dm vg + v v + dv
Näiteks talvel korstnatest tulev suits läheb algusel ülesse kui sammas ja siis järsku vajub nagu vastu mingi kihti laiali, see kiht ongi inversioonikiht. Hommikune temperatuuri inversioon näitab, et päeval tuleb ilus ilm. Et kui hommikul udu jääb mingisesse kihti nagu, siis tuleb ilus ilm päeval. Gaaside olekut määravad kolm suurust ruumala, rõhk ja temperatuur. On rida protsesse, mille käigus olekuparameetrid muutuvad. Kui meil on mingi gaasikogus ja sellega toimuvad parameetrite muutused nii, et sellel gaasil puudub ümbrusega soojusvahetus siis seda protsessi nimetatakse adiabaatiliseks protsessiks. Selgub, et paljud atmosfäärid toimuvad protsessid ongi just sellised. Asi on selles, et kui meil on õhu hulk, mida me vaatame atmosfääris, siis see on siiski küllalt suur kogus õhku, aga ka paljudel väiksematel õhuhulkadel toimuvad ilma soojusvahetuseta.
(Cv constantne ruumala) Termodünaamika esimene seadus: Süsteemile antud soojushulk läheb süsteemi siseenergia juurdekasvuks ja töö tegemiseks süsteemi välisjõudude vastu (energia jäävuse seadus). Molaarne isokoorne soojusmahtuvus soojushulk 1-mooli gaasi temperatuuri tõstmiseks ühe kraadi võrra jääval ruumalal . Isobaarsed protsessid protsessid mis toimuvad jääval rõhul. (Cp) Cp = C v + R Mayeri valem (gaasikogus 1mool) Ülal antud asjast järeldub et ideaalse gaasi isobaarne molaarne soojusmahtuvus ületab isokoorse molaarse soojusmahtuvuse universaalse gaasikonstandi R võrra . Füüsikline põhjendus on et isobaarsel soojendamisel tuleb teha tööd gaasi ruumala suurendamiseks. Mayeri valem erisoojuste jaoks ( gaasikogus 1 massiühik) Cp=CV + R/µ Tegijapoiss 2010 Molekuli vabadusastmete mõiste. Molekuli kineetiline energia koosneb nii kulg-, pöördkui võnkliikumise energiast
tõstmiseks ühe kraadi võrra. [ ]. o Aine erisoojus on aine massiühiku soojusmahtuvus. o Isokoorseteks nimetatakse protsesse, mis kulgevad konstantse ruumala tingimustes, so kinnises, jäikade seintega ruumis. o Isobaarsteteks nimetatakse protsesse, mis kulgevad jääval rõhul. · Mayeri valem. o Cp = Cv + R , Cp- isobaarne soojusmahtuvus, Cv-isokoorne soojusmahtuvus, R- universaalne gaasikonstant. (Mayeri valem kui gaasikogus on 1 mool). Seega, ideaalse gaasi molaarne isobaarne soojusmahtuvus ületab isokoorse molaarse soojusmahtuvuse universaalse gaasikonstandi võrra. o cp = cv + , - molaarmass, c p- isobaarne erisoojus, cv- isokoorne erisoojus (Mayeri valem 1 massiühiku kohta). · Suhe Cp/CV . o = = , i- gaasimolekuli vabadusastmete arv. · Kasvuhoonegaasid. o Kasvuhoonegaasid on kolme ja enama aatomilised gaasid (H 2O, CO2, O3, CH4)
· Suletud süsteemis on kõikide kehade poolt ära antud soojushulk võrdne saadud soojushulkadega. m pV = RT · Ideaalse gaasi molekulvõrrand: M · Võrrand, mida võib kasutada siis, kui gaas läheb ühest olekust teise ja tema kogus EI p1V1 p 2V2 = MUUTU: T1 T2 · Valem, mida võib kasutada, kui gaasikogus muutub: p = n k T Isoprotsessid Protsess, kus üks olekuparameeter jääb muutumatuks. 1. Isobaariline muutumatuks jääb rõhk, p=const Näiteks: gaasi kuumutamine liikuva kolbiga anumas. (p, T teljestikus) V1 V2 = T1 T2 2. Isokoorne protsess ruumala jääb muutumatuks, V=const Näiteks: kinnises anumas toimuvad protsessid p1 p 2 = T1 T2 3
Suletud süsteemis on kõikide kehade poolt ära antud soojushulk võrdne saadud soojushulkadega. m Ideaalse gaasi molekulvõrrand: pV RT M Võrrand, mida võib kasutada siis, kui gaas läheb ühest olekust teise ja tema kogus EI p1V1 pV MUUTU: 2 2 T1 T2 Valem, mida võib kasutada, kui gaasikogus muutub: p n k T Isoprotsessid Protsess, kus üks olekuparameeter jääb muutumatuks. 1. Isobaariline – muutumatuks jääb rõhk, p=const Näiteks: gaasi kuumutamine liikuva kolbiga anumas. (p, T teljestikus) V1 V2 T1 T2 2. Isokoorne protsess – ruumala jääb muutumatuks, V=const Näiteks: kinnises anumas toimuvad protsessid p1 p 2 T1 T2 3
Suletud süsteemis on kõikide kehade poolt ära antud soojushulk võrdne saadud soojushulkadega. m Ideaalse gaasi molekulvõrrand: pV RT M Võrrand, mida võib kasutada siis, kui gaas läheb ühest olekust teise ja tema kogus EI p1V1 pV MUUTU: 2 2 T1 T2 Valem, mida võib kasutada, kui gaasikogus muutub: p n k T Isoprotsessid Protsess, kus üks olekuparameeter jääb muutumatuks. 1. Isobaariline muutumatuks jääb rõhk, p=const Näiteks: gaasi kuumutamine liikuva kolbiga anumas. (p, T teljestikus) V1 V2 T1 T2 2. Isokoorne protsess ruumala jääb muutumatuks, V=const Näiteks: kinnises anumas toimuvad protsessid p1 p 2 T1 T2 3. Isotermiline protsess muutumatuks jääb temperatuur
gaasimolekulide põrgetest vastu gaasiga kokkupuutes olevaid kehi. 27.Aine siseenergia.Ideaalse gaasi siseenergia.Temperatuur ja selle seos ideaalse gaasi siseenergia. Aine siseenergiaks nimetatakse selle aine kõigi molekulide kineetiliste ja potentsiaalsete energiate summat selle ainekogumi masskeskme suhtes. Ideaalse gaasi siseenergia võrdub kõigi gaasimolekulide kineetiliste energiate summaga niisuguses taustsüsteemis, mille suhtes uuritav gaasikogus kui tervik on paigal. kõrgematel temperatuuridel toimub intensiivsemalt difusioon ainete iseeneslik segunemine, kui ka Browni liikumine vedelikus või gaasis paiknevate mikroskoopiliste tahke aine kübemete kaootiline liikumine, mis on põhjustatud molekulide põrgetest vastu neid aineosakesi. -Boltzmanni kulgliikumise võrrand. Süsteemi vabadusastmete arvuks nimetatakse minimaalset koordinaatide arvu, mis on vajalik süsteemi oleku üheseks määramiseks. 28
Raketist suunatakse tahapoole gaasikogum massiga dm, s.t. mille mass on kütuse r kogumassiga võrreldes lõpmata väike. Selle kiirus on eelöeldu põhjal raketi suhtes v g , r r liikumatu vaatleja suhtes v + v g . Raketi kiirus kasvab selle tulemusel lõpmata väikese muudu r dv võrra, mass väheneb suuruse dm võrra. Süsteemi rakett-gaasikogus summaarne impulss liikumatu vaatleja suhtes on r r r r r p = ( M + m − dm)(v + dv ) + (v + v g )dm. dm M + m − dm r r r r vg + v v + dv Et süsteemile välisjõude eelduse põhjal ei mõjunud, siis impulsi jäävuse põhjal r r p = p0 ,
füüsikaliselt lahustunud, seda suurem on vedeliku kohal lasuva gaasi X rõhk px. Näide: mineraalveepudelis, kus valitseb suurem siserõhk, on lahustatud suurem hulk süsinikdioksiidi, kui see oleks võimalik tavalise välisrõhu korral. Pudeli äkilisel avamisel siserõhk langeb ja osa lahustatud gaasist peab paratamatult eralduma. Kuna see toimub kiiresti, tekivad mullid. Ka sukelduja kehas on lahustunud suur gaasikogus, kuna ta on sukeldumissügavuse kohaselt suurema ümbritseva rõhu all. Pinnale tulles peab ta seetõttu teatud reegleid järgima, vältimaks ülalkirjeldatud mullide tekkimist oma kehas. Kehas lahustunud gaaside käitumisele sukeldumise ajal on olulised järgmised tegurid: sukeldumissügavus, sukeldumisaeg, verega varustamise olukord, difusioonitingimused ja ümbritsev temperatuur. 611 Henry seadusega saab seletada dekompressioonihaigust. Daltoni seadus: pkogu = p1 + p2 + p3 + ..........
annaabi.ee 
