mille molekulidel puuduvad mõõtmed ja molekulide vahel ei mõju jõude, molekulid loetakse punktmassideks, molekulide põrked anuma seintega ei muuda molekulide kiirust, muutub kiiruse suund, molekulid ei mõjuta üksteist, isoprotsess on gaasi oleku muutumine, kui üks olekuparameeter ei muutu, isohooriline gaasi oleku muutus jääval ruumalal (gaasiballoon), jääval ruumalal on gaasirõhk võrdeline temperatuuriga, V1>V2, sirgegraafik isohoor, isotermiline gaasi oleku muutus jääval temperatuuril (õhupalli pigistamine), jääval temperatuuril on gaasirõhk pöördvõrdeline ruumalaga, T2>T1, hüperboolgraafik isoterm, isobaariline gaasi oleku muutus jääval rõhul (ratas), jääval rõhul on gaasi ruumala võrdeline temperatuuriga, p1>p2, sirgegraafik isobaar. v kaetud 1m/s, v2 kaetud 1m2/s2. p = monv-2; T = t+273K; pV = RT; R = ;
3.4 Olekuvõrrand Markoskoopilised suurused iseloomustavad makrokehade olekut arvestamata molekulaarset ehitust. Nendeks on ruumala, rõhk ja temperatuur. Olekuvõrrand- võrrand mis väljendab temperatuuri, ruumala ja rõhu vahelist sõltuvust. m pV = RT p-rõhk (Pa), v-ruumala ( m 3 ), m-mass (kg), molaarmass M (kg/mol), R-gaasi universaal konstant, T-absoluutne temp (K) R- on arvuliselt tööga, mida teeb 1mol gaasi isobaarilisel paisumisel kui temperatuur tõuseb 1K võrra. Ainehulk- antud keha molekulide arvu ja 0,012kg süsiniku aatomite arvu suhe. N ν= ν −ainehulk , N-osakeste arv N a -6,02x 1023 mol−1 Na Molaarmass- 1 mooli ainemass M= m0 N A M- molaarmass ( kg/mol), m0 -1 molekuli mass ( ...
pV=const. Jääval tempsil ruumala muutusega kaasneb ka rõhu muutus, kuid nende korrutis jääb konstantseks. Graafikut nim isotermiks. Rõhu ja ruumala vahel on pöördvõrdeline sõltuvus. 1662 avastasid Inglise füüsik Robert Boyle ja 1676 a pr füüsik Edme Mariotte võrrando pV=const, kui T=const. Nim Boile'i Mariotte'i seaduseks: Antud tempsi juures on antud gaasihulga ruumala ja rõhu korrutis java suurus. Isohooriline protsess Jääval ruumalal V toimuv protsess. Graafik on isohoor Pr füüsik Jacques Charles avastas 1787 rõhu ja tempsi vahelise seose java ruumala puhul: Antud gaasihulga soojendamisel 1 kraadi võrra, konstantse ruumala juures, suureneb gaasi rõhk 1/273 võrra sellest rõhust, mist al oli 0 kraadi C juures (Charles'I seadus). Nt õhu soojenemine jääval tempsil. Isobaariline protsess Jääval rõhul p toimub protsess. Graafik on isobaar. Pr füüsik Gay-Lussac avastas 1802 a tempsi ja ruumala vahelise seose jääva rõhu puhul:
( ) isoterm 88. Lähtudes ideaalse gaasi olekuvõrrandist, leidke seos isohoorilise protsessi oleku kirjeldamiseks. Tehke graafik. Isohoorilises protsessis: ( ) isohoor Joonisel: ( ) 89. Lähtudes ideaalse gaasi olekuvõrrandist, leidke seos isobaarilise protsessi oleku kirjeldamiseks. Tehke graafik. Isobaarilises protsessis: isobaar ( ) Joonisel: ( ) 90
V / T = const Erinevatele rõhkudele vastavad erinevad isobaarid. Jääval temperatuuril rõhu kasvades ruumala väheneb. Seetõttu paikneb kõrgemale rõhule vastav isobaar madalamale rõhule vastavast isobaarist allpool. Isohooriline Ruumala on jääv. Ja kehtib seos: p / T = const Erinevatele ruumaladele vastavad erinevad isohoorid. Kui suurendada jääval temperatuuril gaasi ruumala, siis vastavalt gaasi rõhk langeb. Seetõttu paikneb suuremale ruumalale vastav isohoor väiksemale ruumalale vastavast isohoorist madalamal. 18
Gaaside põhiseadused: · Boyle-Mariotte'i seadus konstantsel temperatuuril on kindla koguse gaasi ruumala pöördvõrdelises sõltuvuses rõhuga. PV=const. P/P=V/V (isoterm) · Gay-Lussac'i seadus konstantsel rõhul on kindla koguse gaasi ruumala võrdelises sõltuvuses temperatuurist. V/T=const. V/T=V/T (isobaar) · Charlesi seadus jääval ruumalal on antud gaasi rõhk võrdeline absoluutse temperatuuriga. p/T=const., kui V=const. (isohoor) · Clapeyroni-Mendelejevi võrrand ehk ideaalse gaasi olekuvõrrand pV=nRT, kui ühikuteks on rõhk p (Pa), mass (g), moolide arv n (mol), ruumala (m³), temperatuur T (K) ja R=8,314 J/molK. · Daltoni seadus gaaside segu üldrõhk võrdub kõikide segu moodustavate gaaside osarõhkude summaga. p(i)=p(üld)X(i) Moolimurd X(i) ühe komponendi moolide arvu suhe kõikide komponentide moolide arvuga. X(i)=n(i)/n
p 0 T0 T0 T0 273 Tähistades selle suurusega , saame: p = p0T, kus p on gaasi rõhk temperatuuril 0 kraadi ja 33 1 = K -1 . Võrdetegurit nimetatakse gaasi rõhu 273 temperatuuriteguriks. Isohoorilise protsessi graafikut nimetatakse isohooriks. pT- teljestikus on ideaalse gaasi isohoor koordinaatide alguspunkti läbiv sirge. Isobaariline protsess. Isobaariliseks nimetatakse jääval rõhul p ja tingimusel m = const. ja M = const. toimuvat protsessi. Täpselt samal teel nagu saime ishoorilise protsessi jaoks võrrandi p = p 0T, võime tuletada isobaarilise protsessi kohta võrrandi: V = V0T, kus V on gaasi ruumala absoluutsel temperatuuril T, V0 gaasi ruumala temperatuuril 0 kraadi ja 1 = K -1 . Võrdetegurit nimetatakse gaasi termiliseks
Seepärast nimetatakse tagastatavat adiabaatset protsessi ka i s o e n t r o o p s e k s protsessiks. Tagastamatutes adiabaatilistes protsessides entroopia suureneb (dq < Tds). Adiabaatne protsess on Ts-diagrammil kujutatav vertikaalse joonena (joonis 12a). Joonis 12a. Adiabaatse protsessi kujutamine Ts-diagrammil. Adiabaatsel paisumisel kulgeb joon ülalt alla, komprimeerimisel aga alt üles. Joonistades läbi protsessi algpunkti (temperatuuri intervallis T1-T2) isohoor-ja isobaarjoone, võime Ts- diagrammilt otseselt määrata protsessis esinevad siseenergia ja entalpia muutused. Siseenergia muutus u = l = u1-u2 = bd1ab, entalpia muutus i = lt = i1-i2 = ce1ac. 5.9. Polütroopne protsess. Reaalsed protsessid soojusmasinates, tulekahjudel ja plahvatustel toimuvad soojusvahetuse ja muutuvate parameetrite m, p, v ja T tingimustes, st muutuvad peaaegu kõik parameetrid. Need ei ole ei adiabaatsed ega isotermsed protsessid
Kas siin on arvestatud gaasi veeldumist madalamatel temperatuuridel, mistõttu isohooride katkendliku joonega märgitud osad ei kirjelda reaalset olukorda. 10 Järgnev joonis kujutab sama gaasikoguse kahele erinevale ruumalale vastavaid isohoore. Tõestada Mendelejev-Clapeyroni võrrandi abil, et V2 V1 , sama gaasikoguse suuremale ruumalale vastav isohoor on Tp-teljestikus väiksema tõusuga. p V1 V2 T gaasi veeldumistemperatuur 9.7 Gaasi töö. Soojushulk. Siseenergia Asugu teatud kindel gaasikogus silindris, mis on suletud kolviga, vt. joonis järgmisel leheküljel. Vastavalt rõhu definitsioonvalemile (3.4) mõjub gaas kolvile rõhumisjõuga F pS ,