Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Ideaalse ja reaalse gaasi võrdlus". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
gaas, levimispaigal, kui talle mõjuvate jõudude resultant võrdub nulliga. Newtoni teine seadus väidab, et kehale mõjuv resultantjõud on võrdne keha massi ja kiirenduse korrutisega. Newtoni kolmas seadus väidab, et kaks keha mõjutavad teineteist jõududega, mis on suuruselt võrdsed ja suunalt vastupidised. Newtoni seadused kehtivad piisava täpsusega vaid valguse kiirusest olulisemalt aeglasemalt liikuvate kehade korral. Vastasel korral tuleb kasutada Einsteini relatiivsusteooriat. 4. Ideaalne gaas ja reaalne gaas (võrdlemine) Ideaalne gaas - Ideaalne gaas on reaalse gaasi idealisatsioon (matemaatiline mudel), mille puhul postuleeritakse, et: (Boyle'i-Mariotte'i seadus) siseenergia sõltub ainult temperatuurist (Joule'i tingimus) See mudel on reaalse gaasi kohta rakendatav, kui: molekulide mõõtmed on tühised võrreldes molekulidevahelise kaugusega (molekule saab vaadelda punktmassidena);
Gaasid Gaas Gaas on aine agregaatolek, milles osakesed (aatomid ja molekulid) liiguvad vabalt, olemata püsivas vastasmõjus aine teiste osakestega. Gaasilises olekus on aine kõrgemal energiatasemel, kui vedelas või tahkes olekus. Gaas on küllaltki hästi kokkusurutav. Gaasi molekulide liikumine on kulgliikumine. Olulisemad gaasi iseloomustavad suurused on temperatuur, rõhk ja ruumala. Gaas on aine korrastamata olek. Gaasi omadused Gaas on lõhnatu, läbipaistev, kandub õhu abil, on kokkusurutav ning võtab anuma kuju . Gaasi oluline omadus on see, et gaasid liiguvad kaootiliselt. Normaaltingimustel on gaasilised ained reeglina molekulaarsed. Gaasid täidavad kiiresti kogu neile saada oleva ruumala. Ideaalne gaas Ideaalne gaas on lihtsaim mudel gaasi kirjeldamiseks, milles ei arvestata molekulide mõõtmeid ja vastastikmõju. Ideaalse gaasi
Ideaalse gaas, olekuvõrrand, olekufunktsioonid p, T, V, U (siseenergia). kineetilise teooria alused rõhu, temperatuuri ja siseenergia avaldised osakeste liikumisolekute kaudu. 1) Ideaalne gaas on reaalse gaasi lihtsaim mudel, kus lihtsuse mõttes oletatakse, et : Molekulidel on lõpmata väikeste elastsete kerakeste omadused. Molekulide liikumine on kulgliikumine. Ideaalne gaas on lõpmatult kokkusurutav. Molekulide vastasmõju seisneb ainult nende omavahelistes elastsetes põrgetes . Ideaalset gaasi pole võimalik veeldada . Reaalsed gaasid käituvad ideaalsetena suurtel hõrendustel.; Ideaalne gaas on kõige lihtsam termodünaamiline süsteem. Gaas, mis koosneb täielikult elastsetest punktmassidest (millel pole sisemist struktuuri). 2) Siseenergia on: makrokäsitluses keha või süsteemi energia, mis on määratud selle keha
vastasmõju tagajärjel (metallid) Konvektsioon – aine liikumisega kaasnev soojuse levimine vedelikus või gaasis Soojuskiirgus – soojuse levimine kehade poolt kiiratava, temperatuurist sõltuva elektromagnetkiirguse mõjul b. Mehaanilise töö tegemisel ∆U= –A (Q=0) (A – mehaaniline töö) Välisjõudude töö tegemisel – A<0 U>0 Süsteemisisesed jõudude töö tegemisel – A>0 ∆U<0 2. Ideaalne gaas: a. Ideaalne gaas on gaasi lihtsaim mudel - molekulidel on lõpmata väikeste kerakeste omadused; molekulide liikumine on kulgliikumine; lõpmatult kokkusurutav; vastasmõju seisneb ainult molekulide omavahelistes põrgetes; pole võimalik veeldada Rakendatav, kui reaalses gaasis molekulide mõõtmed on tühised võrreldes nendevahelisi kaugusi; molekulid ei interakteeru üksteisega. b. Mikro- ja makroparameetrid, seosed nende vahel
osutuda.Pealegi on soojushulga kiire üleandmine vedelikule või tahkele ainele raskendatud.Kui gaasis saavutatakse see erinevate gaaside reageerimise teel(bensiiniaurude põlemine õhu juuresolekul),sis vedelike ja tahkete ainete korral pole võimalik sarnast protsessi rakendada.Nii jääbki praktikas ainsaks võimaluseks kasutada töötava kehana mingit gaasikogust.Soojusmasina tööpõhimõte:Nt silinder kus on ideaalne gaas ja milles saab kolb vabalt liikuda.Gaasi hakatakse soojendama isotermselt,andes talle soojushulga Q1,mille arvelt gaas paisub,tehes tööd A1.Kui soojendamine lõpetatakse,sis gaas paisub siseenergia arvelt edasi,mille tulemusena temp.väheneb.Peale seda hakatakse gaasi kokku suruma isotermselt,selleks jahutatakse gaasi ja juhitakse ära soojushulk. Q2.Jahutamine lõpetatakse,kuid gaasi surutakse veel edasi,kuni temp.tõuseb esialgse väärtuseni ja kolb jõuab oma esialgsesse asendisse
Keemia termodünaamika alused 1. Ideaalse gaasi definitsioon. Ideaalse gaasi olekuvõrrand. Ideaalse gaasi olekufunktsioonid p, T, V, U (siseenergia). Ideaalse gaasi kineetilise teooria alused rõhu, temperatuuri ja siseenergia avaldised osakeste liikumisolekute kaudu. 1) Ideaalne gaas on reaalse gaasi lihtsaim mudel, kus lihtsuse mõttes oletatakse, et : · Molekulidel on lõpmata väikeste elastsete kerakeste omadused · Molekulide liikumine on kulgliikumine · Ideaalne gaas on lõpmatult kokkusurutav · Molekulide vastasmõju seisneb ainult nende omavahelistes elastsetes põrgetes · Ideaalset gaasi pole võimalik veeldada Reaalsed gaasid käituvad ideaalsetena suurtel hõrendustel.;
ja isotermiline graafik 2) Isobaariline protsess p=const. V1/T1 = V2/T2 (V2=V1*T2/T1) (T2=V2*T1/V1) GayLussac Jääval rõhul on ruumala ja temperatuuri suhe jääv! p=const. ja isobaariline graafik 3) Isohooriline protsess V=const. p1/T1 = p2/T2 (p2=T2*p1/T1) Charles'i seadus Jääval ruumalal on rõhu ja temperatuuri suhe jääv! V=const. ja isohooriline graafik 4. Millised on molekulaarkineetilise teooria põhialused ja milliste katsetega illustreeriks? Põhilisteks eeldusteks on, et gaas koosneb molekulidest, mis on pidevas kaootilises liikumises ning nende vahel on vastastikmõju. N: gaas võib täita mistahes ruumi, seda saab kergelt kokku suruda, mõõta rõhku ja temp. N: vedelikus on aatomid pakitud üksteise kõrvale, seda on raske kokku suruda. Kui 5. sajandil esines esmakordselt hüpotees aine atomaarsest ehitusest ning et ainet võib jagada kuitahes väikesteks osadeks, siis 16.17. sajandiks oli arenenud teadus nii kaugele, et küsimus aine
kiiruste ruudud, ja jagatakse saadud summa molekulide arvuga ning leitakse tulemusest ruutjuur. Kuigi ruutkeskmine kiirus erineb keskmisest kiirusest (on sellest ca 9% suurem), ei hakka me nende vahel vahet tegema. Mikroparameetreid on keeruline määrata, sellepärast kasutatakse nende leidmiseks seoseid mikro- ja makroparameetrite vahel. Vaatleme neid seoseid ideaalse gaasi näitel. 4.2.1. Seos makro- ja mikroparameetrite vahel ideaalses gaasis Ideaalne gaas on tegeliku (reaalse) gaasi mudel, kus: · molekule loetakse punktmassideks; · molekulide põrgetel anuma seinaga nende kiiruse väärtus ei muutu, muutub ainult kiiruse suund; · molekulide vahelist vastastikmõju (tõmbumine või tõukumine) ei arvestata. Ideaalse gaasi mudelit võib kasutada sellepärast, et molekulide mõõtmed on väikesed võrreldes molekulidevaheliste kaugustega gaasis. Niisugustel tingimustel võib
..) 2)mikroparameetrid- füüsikalised suurused, mida kasutatakse aine üksiku molekuli kirjeldamisel. Neid on võimalik arvutada makroparameetrite abil. Olekuparameetrid: 1) rõhk p 1Pa 2) ruumala V 1m³ 3) temperatuur T 1K või 1ºC kui muuta ühte olekuparameetrit muutub ka vähemalt üks teine parameeter Mikro- ja makroparameetrid Temperatuur Ideaalse gaasi olekuvõrrand ideaalne gaas on reaalse gaasi mudel omadused: 1)molekulid on punktmassid (mõõtmeteta) 2)molekulide põrked on elastsed molekulide kiirus põrgetel anuma seintega ei muutu 3)molekulide vahelisi vastastikmõjusid ei arvestata ideaalse gaasi olekuvõrrandit iseloomustab: p- rõhk 1Pa n- konsentratsioon 1m³ T- temperatuur 1K(kelvin) k- boltmanikonstant 1.38*10²³7 J/K
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
(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.
Mis on soojusmasinad? Too näiteid Soojusmasin on masin, mis muudab soojust mehaaniliseks tööks. Nt: Watti aurumasin, gaasiturbiin Millised sõlmed on vajalikud, et soojusmasin töötaks? Nende osade ülesanded Soojendi kus toimub kütuse põlemine ja keha annab siseenergiat või soojushulga Q1 Jahutist mis saab süsteemilt siseenergiat e. Millele saab ära anda soojushulga Q2 , mis eraldub kokkusurumisel Töökehast mis muudab siseenergia mehaaniliseks energiaks, selleks on aur või gaas, mis paisumisel teeb tööd ja paneb kolvi liikuma. Soojusmasina kasutegur, valemid Soojusmasina kasutegur on protsentides väljendatud arv, mis näitab kui suure osa moodustab masina kasulik töö kütuse täielikul põlemisel vabanenud soojushulgast = (Akas /Q1)*100%=(Q1-Q2/Q1)*100%=(T1- T2/T1)*100% Mida tähendab protsesside iseeneslik kulg looduses? Suletud süsteemis saavad kuumad kehad vaid jahtuda, külmad kehad soojeneda. Soojus levib soojemalt kehalt külmemale.
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.
Mida suurem on süsteemi entroopia, seda suurem on juhuslike ümberpaigutuste arv ehk seda vähem „korrastatud“ on süsteem Entroopia vähendamiseks peab süsteemiväline jõud tegema tööd 10. Isoprotsessid Isotermiline protsess (T=const) Isobaariline protsess (p=const) Isohooriline protsess (V=const) Isohoorilise protsessi korral on ruumala konstantne, gaas ei paisu ja järelikult tööd ei tee Isobaarilisel protsessil, kus rõhk konstantne, kehtib valem: Isotermilisel protsessil, kus temperatuur konstantne, tuleb avaldada rõhk ruumala ja temperatuuri kaudu ning lahendada diferentsiaalvõrrand Adiabaatiline protsess Gaasides või vedelikes toimuvaid protsesse nimetatakse adiabaatilisteks juhul, kui ei toimu soojusvahetust ümbritseva keskkonnaga Ideaalse gaasi olekuvõrrand
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
4) kus U2 on süsteemi siseenergia lõppolekus ning U1 süsteemi siseenergia algolekus. 1.3. Termodünaamika I printsiip. Süsteemi siseenergia võib muutuda peamiselt kahe protsessi arvel – kehale rakendatud töö A või kehale väljastpoolt antud soojushulga Q tõttu. Töö tegemine on alati seotud süsteemi mõjutavate väliskehade ümberpaiknemisega. Näiteks gaasi kokkusurumisel teevad väliskeskkonna kehad tööd A' . Gaas teeb sellisel juhul tööd A=−A' . Soojusenergia ülekandumine toimub kas molekulide põrgete (mikroskoopilised protsessid) tagajärjel või soojuskiirguse abil. Seega U =U 2−U 1= QA ' , seega Q= U − A' = U A . Termodünaamika I printsiip: Süsteemile antud soojushulk läheb süsteemi siseenergia kasvuks ning töö tegemiseks süsteemi välisjõudude vastu (ehk – süsteemi poolt tehtavaks tööks).
1.1.1.Inertsiaalne taustsüsteem Dünaamika võrrandid ei muutu üleminekul Ist inertsiaalsest taustsüsteemist teisesse,see Taustsüsteem, mis seisab paigal või liigub tähendab,et nad on invariantsed sirgjooneliselt a=0. Taustsüsteemiks koordinaatide teisenduste suhtes. nimetatakse taustkehaga seotud 1.1.2.Ühtlane sirgliikumine koordinaatsüsteemi ja ajaloendamismeetodit ehk kella. Seega taustsüsteem koosneb 1) nim liikumist, kus 1.Ühtlaseks sirgliikumiseks taustkehast, 2) selle koordinaadistikust, 3) keha sooritab mistahes võrdsetes aja mõõtmisviisist. ajavahemikes võrdsed nihked. Sellise liikumise puhul on hetkkiirus võrdne *Trajektoor on keha kui punktmassi liikumistee.
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
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
Mass, ruumala, rõhk, temperatuur ja tihedus on olekuparomeetrid (st, kui 1 neist muutub, muutub kindlasti ka vähemalt 1 veel). Saab vahetult mõõta. 16. Mikrokäsitlus ainete kirjeldamisel. Mikroparameetrid. Mikroparameetrid on füüsikalised suurused, mida kasutatakse aine üksiku molekuli kirjeldamisel (nt mass, kiirus, keskmine kiirus, keskmine kineetiline energia ja kontsentratsioon (molekulide arv ruumalaühikus)). Ei saa vahetult mõõta. 17. Ideaalse ja reaalse gaasi mudel. Ideaalne gaas on lihtsaima gaasi mudel: a) molekulid on punktmassid b) molekulide põrked anuma seintega on absoluutselt elastsed c) molekulide vahel pole vastastikmõju. Ideaalse gaasi mudel sisaldab kõike seda üldist, mis on omane kõikidele gaasidele. Mida hõredam ta on, seda paremini vastab ideaalse gaasi tasemele. Reaalsel gaasil kõik vastupidi. 18. Temperatuur. Erinevad temperatuuriskaalad. Temperatuur iseloomustab keha soojusastet; osakeste kineetilist energiat.
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
Kasutusel on ka muid makroparameetreid Mikrokäsitlus aine uurimisel Mikrokäsitluses lähtutakse aine molekulaarsest ehitusest. See on oluline aine ehituse ja aines asetleidvate protsesside puhul. Mikrokäsitlusel kasutatakse mikroparameetreid. Mikroparameetrid on molekuli mass(m0 ): molekuli kiirus(v); molekulide kontsentratsioon(n) MÕLEMAD KÄSITLUSED MOODUSTAVAD TERVIKU. MIKS JUST GAASID? Gaas on molekulaarkineetilise teooria seisukohast lähtudes kõige kergemini uuritav sest gaas: Täidab alati kogu ruumi On kergesti kokkusurutav Gaasi rõhku ja temperatuuri on lihtne mõõta Seepärast alustasid molekulaarkineetilise teooria rajajad uuringuid just gaasidest. Mudelite kasutamine Mudel on mingi keeruka seadme või nähtuse lihtsustatud jäljendus Mudelid luuakse kui reaalse objekti või probleemi uurimine on kas Võimatu Keerukas
m µ= , kus m on gaasi mass ning M ühe mooli mass M Gaasi universaalkonstant R on ühe mooli gaasi paisumise töö selle soojendamisel 1 K võrra jääval rõhul. Kui see jagada Avogadro arvuga, saadakse töö, mida samas protsessis teeb keskmiselt üksainus molekul. Seda jagatist nimetatakse Boltzmanni konstandiks: R k= (valemite lehele) NA Molekulide kontsentratsioon: N n= - N on molekulide arv, V ruumala. (valemite lehele) V Ideaalne gaas ideaalne gaas ja selle olekuvõrrand, ideaalse gaasi mudeli rakendatavus reaalsete gaaside korral Ideaalne gaas on gaasi mudel, mis rahuldab alati selle olekuvõrrandit. Ideaalse gaasi olekuvõrrand: p V = µ R T Reaalsed gaasid alluvad ideaalse gaasi mudelile, kui temperatuur on kõrge või tihedus väike. Molekulaarkineetilise teooria põhivõrrand(ideaalne gaas) Gaasi rõhk on võrdne molekulide keskmise kineetilise energiaga ja nende arvuga ruumalaühikus.
keemistemperatuuril ja mõõdetaval temperatuuril. Muidugi ei kasuta seda valemit temperatuuri mõõtja, vaid termomeetri valmistaja. Celsiuse skaalal, nagu ka mõnedel teistel kasutatavatel skaaladel, on see puudus, et nad ei ole kooskõlas valemi (5.1) abil defineeritava energeetilise temperatuuriskaalaga. Sellest puudusest on vaba ideaalse gaasi termomeeter, kus termomeetriliseks kehaks on anumasse suletud ideaalne gaas, temperatuuriliseks parameetriks gaasi rõhk. Reeperpunktid valitakse Celsiuse eeskujul, kuid ette antakse vaid temperatuuride vahe reeperpunktides, mis võetakse võrdseks 100 ühikuga. Ühikut nimetatakse kelviniks , tähis K. Rõhu ja temperatuuri vaheline sõltuvus valitakse võrdelisena, et saada kooskõla valemiga (5.1): T =c p . (5.3)
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) Negatiivset tööd gaasi ruumala isobaarilisel muutumisel. Gaas teeb positiivset tööd, kui gaasi ruumala muut on positiivne, ehk selle paisumisel. Gaasi töö on negatiivne, kui gaasi ruumala muut on negatiivne, ehk kui gaasi tõmbub kokku. 5. Põhjenda, millal teeb välisjõud a) Positiivset tööd b) Negatiivset tööd gaasi ruumala isobaarilisel muutumisel.
o Kuidas mõjutavad tõmbe- ja tõukejõud gaaside kokkusurumist? Kui gaas on hõre ja molekulide vahekaugused on keskmiselt palju suuremad kui kümme molekuli läbimõõtu, on gaas üsna ´ideaalilähedane´. Tihedama gaasi puhul tuleb arvestada molekulidevahelisi tõmbejõude. Need teevad reaalse gaasi kokkusurumise ideaalse gaasiga võrreldes lihtsamaks, kuna nad teevad osa kokkusurumise tööst ära. Kui aga gaasi tihedus läheb nii suureks, et molekulidevaheline kaugus läheneb molekuli läbimõõdule, muutub kokkusurumine taas raskemaks, sest molekulid on juba tihedalt koos ja üksteise sisse neid suruda ei saa
10. Kuidas lahutatakse vektoreid komponentideks ja miks see on Leiame seose nende koordinaatide vahel, eeldusel, et aeg kulgeb ühteviisi mõlemas taustsüsteemis st . Aega lim
faaside arv muutuks. Faaside tasakaalu korral on sama keemiline potentsiaal kooseksisteerivatel faasidel ning segu puhul ka segu eri komponentidel. Näiteks tasakaalu korral vedeliku ja tema kohal oleva küllastatud auru vahel on keemilised potentsiaalid kumbaski faasis võrdsed. Keemiline aine võib esineda erinevates vormides: – gaasiline faas; – vedel faas; – tahke faas. Nende faaside vahel on võimalik kolm tasakaali: Tahke - vedel Tahke - gaas Vedel - gaas Paljude ainete korral eksisteerib rida erinevaid tahkeid faase (teemant ja grafiit, erinevad jää vormid). Tasakaalus olevate faaside vahel toimub pöörduv ainevahetus, kus ajavahemikus ühest faasist teise (vastassuunas) üleminevad ainehulgad on võrdsed. 2. Ideaalsete lahuste üdiseloomustus Lahust, mis vastab täpselt Raoult'i seadusele, nimetatakse ideaalseks lahuseks. Ideaalses lahuses on vastasmõju lahusti ja lahustunud aine vahel sama nagu lahusti molekulide vahel, s.t
Plasmale iseloomulikud nähtused tulenevad osakeste vahelistest jõududest, mis alluvad Kuloni seadusele. Gaaside puhul jagatakse nad tinglikult kaheks: 1. Ideaalne gaas(mudel) 2. Reaalsed gaasid 1) Ideaalse gaasi mudeli aluseks on 3 tingimust: 1. Molekulide ruumala on võrreldes anuma ruumalaga väga väike(punktmass) 2. Molekulide vahel ei mõju tõmbejõud. 3.Molekulide põrked on absoluutselt elastsed.(St molekulide kiirus peale põrget ei muutu). 2) Reaalne gaas: 1. Arvestatakse gaasi ruumalaga. 2. Molekulide vahel on tõmbejõud. 3. Molekulide liikumise kiirus võib muutuda. Agregaatolekust saab rääkida: 1. Mikrotasandil-oleneb agregaatoleku molekulide liikumise kiirusest ja molekulide omavahelisest kaugusest. 2. Makrotasandil- peamiseks näitajaks temperatuur. Ainetel eristatakse sulamistemperatuuri, keemistemperatuuri jne.
uurimisega. Hüdromehaanika omakorda jaguneb hüdrostaatikaks ja hüdrodünaamikaks. Hüdrostaatika tegeleb vedeliku tasakaalu uurimisega ja hüdrodünaamika uurib vedelike liikumist. 1.Rõhk vedelikes Vedelikke ja gaase on lihtne eristada tahketest kehadest, kuna nad ei oma kindlat kuju s.t võtavad anuma kuju kuhu nad on pandud. Kui me võrdleme vedelikku gaasiga, siis märkame, et nende füüsikalised omadused on väga sarnased näiteks nii vedelik kui ka gaas võivad voolata, neil on madal aurumis-ja tahkumistemperatuur, sellepärast vaadeldakse sageli vedeliku ja gaasi omadusi koos. Kuid ometi on neil ka erinevused, näiteks: vedelikku me näeme silmaga, aga enamikku gaase me silmaga eristada ei suuda. Samuti on erinevus selles, et gaas täidab kogu anuma kus see gaas asub, aga vedelik ei täida vaid koondub anuma põhja lähedusse (v.a juhul kui vedelikku on niipalju, et see täidab anuma ääreni). Vedelikul on kindel tihedus ja seega ka kindel
vedeliku või gaasi kaaluga. Üleslükkejõud: Fü = δgV 39.Sirgliikumise hetkkiirus ja –kiirendus Hetkkiiruseks nimetatakse keha kiirust teatud ajahetkel. V→= Δs/Δt Hetkkiirendus on selline kiirendus mis on kiiruse tuletis aja järgi ehk nihke teine tuletis aja järgi. Hetkkiirendus: a→ = 40.Ühtlaselt muutuva põõrlemise põõrdenurga ja lõppkiiruse valemid Põõrdenurk on „elastse joone” puutuja tõusunurk φ 41.Ideaalne gaas. Molekulaarkineetilise teooria põhivõrrand (sisu) Ideaalne gaas on reaalse gaasi erijuht. Ideaalse gaasi puhul on pV = const st. rõhu ja ruumala korrutis on jääv. Ideaalse gaasi siseenergia sõltub ainult temperatuurist (Joule'i tingimus). Ideaalse gaasi molekulide mõõtmed on tühised võrreldes nende molekulide vahelise kaugusega. Molekulid ei interakteeru üksteisega (molekulide vastasmõju seisneb ainult nende omavahelistes elastsetes põrgetes).
olekufunktsioonid. p, V ja T kui füüsikaliste suuruste mõistmiseks tuleb teada, kuidas neid mõõta - manomeetri, joonlaua ja termomeetriga. p, V ja T kui olekufunktsioonide mõistmiseks on hea teada, kuidas need suurused on määratud termodünaamilise süsteemi kuuluvate aatomite ja/või molekulide liikumist iseloomustavate parameetrite väärtustega. NB! Kõik termodünaamilised süsteemid koosnevad aatomitest, molekulidest või massipunktidest (ideaalne gaas On lihtne näidata, kuidas ideaalse gaasi rõhk sõltub massipunktide liikumise keskmisest kineetilisest energiast: p=2/3nEkin Selle sõltuvuse tuletamisel ei lahendanud me ära mehaanika põhiülesannet kõikide ideaalse gaasi massipunktide jaoks, vaid kasutasime tõenäosusteooriat kuidas suure hulga punktmasside liikumine on kirjeldatud juhuslikke suurusi iseloomustavate suuruste (keskmine, ruutkeskmine hälve, Gaussi ja Maxwell'i jaotused) kaudu.
annaabi.ee 
