kontsentratsioon c, mol/l 1.Katse 2.Katse 3.Katse 1M 106 105 106 0.5M 90 89 88 0.25M 70 66 68 0.125M 59 61 60 0.0625M 50 49 50 2) Pindpinevuse isotermi = f(c) graafiku koostamine ning lahuse erinevate = f(c) kontsentratsioonidele vastavate pindliia väärtuste arvutamine. 69 64 59 54 49 Pindpinevus 44 39 34 29 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,
isotermid. Pindpinevuse muutumine, k Pindpinevuse muut d sõltub kontsentratsiooni muudust dC. Seos on järgmine See tähendab põhimõtteliselt, et pindpinevus kahaneb kontsentratsiooni kasvades ning selle kahanemise määr sõltub veel lisaks konstandist k Henry isotermid Henry isoterm kõige lihtsamal kujul. CP on konts pinnakihis, CG on kontsentratsioon gaasifaasis. k on tasakaalukonstant Kasulikum on see sellisel juhul, kui teeme lähenduse. Henry isotermi teises kujus kasutatakse eeldust, et tegu on madala konts. gaasidega, mille käitumine on lähedane ideaalgaaside omale. Sellisel juhul kehtivad järgmised lähendused p on rõhk Seega See on Henry isoterm. See annab seose pindliia ja gaasi rõhu vahel gaasifaasis, nagu näha see on võrdeline. Seda saab kasutada ideaalgaasi-lähedaste madalate konts (rõhuga) gaaside jaoks Langmuiri isotermid Langmuiri isotermil on kaks tuntud kuju (tuletis all). Üks on järgmine Teine on järgmine
Katse nr C, mol/l l/mol 1 0.08 12.50 2 0.1 10.00 3 0.15 6.67 4 0.2 5.00 4. Koostan Г = f(c) ehk adsorptsiooni isotermi graafiku. Adsorptsiooni isoterm 0.00000439 0.00000429 0.00000419 Г, mol/m2 0.00000409 0.00000399 0.00000389 0.00000379 0.00000369 0.08 0.09 0.1 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 C, M 6. Arvutan molekuli adsorptsioonikihi pindala ja
0,0006 0,249 0,000240 0,000600 0,0008 0,327 0,000317 0,000805 0,001 0,565 0,000552 0,000746 0,0015 0,777 0,000762 0,001230 Freundlichi isotermi kehtivuse kontroll antud lahusele: ci log ci Г log Г 0,000083 -4,0809219 0,000195 -3,7099654 0,000193 -3,7144427 0,000344 -3,4634416 0,000240 -3,6197888 0,000600 -3,2218487 0,000317 -3,4989407 0,000805 -3,0942041
5 0.6 0.7 0.8 C [mol/l] 1/Γ = f(1/C) f(x) = 40505.4680383023x + 151514.617149758 2 4 6 8 10 12 1/C [l/mol] .8 2 7 0.8 7 0.8 12 Järeldus Sellest töös oli vaja uurida adsorptsiooni lahuse ja õhu piirpinnal. Selleks tuli l lahustega stalagmomeetri abil. Katse tulemuste alusel arvutasin välja pindpin pindpinevuse isotermi, mille järgi eidsin adsorptsiooni isotermi. Jooniste abiga oli võimalik näha, kuidas adsorptsioon sõltub lahuse kontsentra adsorptsioonikihis ja adsorptsioonikihi paksuse, mis vastab molekuli pikkusele Viimast võrdlesin arvutusliku molekuli pikkusega, mis on saadud sidemete kes sain molekuli pikkuseks l0=4,93* 10-10 m ja arvutuslikult l0=5,21 * 10-10m. Tulemused on üsna sarnased, viga on umbes 5,4%. Sellest tulenevalt võib öeld
2 500 66 42 660 420 2 400 53 33 662,5 412,5 Keskmine 674,4 414,4 Järeldus: Erinevad filtrid filtreerivad erinevat värvi valguseid. Boyle Mariotte`i seaduse kontollimine 1. Vähendan õhuruumala süstlas 20cm3 5cm3ni. Joonestan isotermi. Ruumala Rõhk 20 cm3 103 kPa 15 cm3 135 kPa 10 cm3 197,4 kPa 5 cm3 232,4 kPa 2. Suurendan õhuruumala 3cm3 20cm3 ni. Joonestan isotermi. Ruumala Rõhk 3 cm3 104,5 kPa 5 cm3 66 kPa 10 cm3 35,5 kPa 15 cm3 24 kPa 20 cm3 17,8 kPa 3. Leian teoreetilise ja tegeliku rõhu suhte P1V1 = P2V2 P1V1/V2 = P2 P1 = 103 kPa = 103000Pa V1 = 20 cm3 = 0.00002 m3
temperatuur läheneb absoluutsele nullile, läheneb süsteemi entroopia konstandile. Entroopia kasv S>0 (sulamine,aurustumine, lahustumine, temp tõstmine, reakts, kus gaasiliste ainete hulk kasvab)Entroopia kahanemine S<0veeldumine, tahkestumine,gaasiliste ainete mahu vähenemine)Spontaansusehindamine :G=H -TS (G- Gibbsi vaba energia muut. Protsess spontaanne kui G<0Mida suurem on Kc või Kp , seda enam on reaktsiooni tasakaal nihutatud paremale, produktide poole.reaktsiooni isotermi võrrand: G = - R · T · ln(Kp) G << 0 (Kp >> 1) reaktsioon kulgeb vasakult paremale, tasakaalusegus põhiliselt saadused. Reaktsioon kulgeb praktiliselt lõpuni.G >> 0 (Kp <<1) reaktsioon kulgeb vastasuunas, tasakaalusegus põhiliselt lähteained. Reaktsioon praktiliselt ei kulge.
0,01875 43 43 43 66,608 0,0375 46 46 46 62,264 0,075 53 52 52 52,33 54,729 0,15 63 63 63 45,462 0,3 77 79 79 78,33 36,563 0,6 103 104 103 103,33 27,717 Koostan pindpinevuse isotermi = f(c), millele tõmban neljal kontsentratsioonil puutujad. Iga puutuja abil leian ordinaattelje lõigu pikkuse Z. Pindpinevuse isoterm Kontsentratsioon c, 1/c Z, J/m2 Pindliig , mol/m2 1/ mol/l 0,0375 26,67 0,008 3,24·10-6 308293,51 0,075 13,33 0,0115 4,87·10-6 205529,01
Töö nr 5A Poorse materjali eripinna määramine Juhendaja: Töö teostaja: Töö ülesanne: Määrata poorse materjali eripind seadme Quantasorb abil. Töö käik 1)Kaalusin 0.048 g uuritavat süsinikmaterjali(K835) He rõhk oli 160 kPa ning N2 rõhk 170kPa 2) Adsorptsiooni isotermi mõõtmiseks oli vaja määrata adsorbeerunud gaasi (N2) hulk vastaval gaa t(N2) t(N2)+t(He) p/po 87 24 0.275862 91 24 0.263736 89 24 0.269663 92 24 0.26087
0,5 54 55 55 54,7 54,87 0,25 49 48 48 48,3 62,14 0,125 45 44 46 45 66,69 2)Koostan pindpinevuse isotermi =f(c), millele tõmban neljal suvaliselt valitud kontsentratsioonil puutujad. Iga puutuja abil leian ordinaattelje lõigu pikkusega Z. Pindliig Kontsentratsioon c, mol/l 1/c Z mJ/m2 Z J/m2 mol/m2 0,25 4,0 8 0,008 3,23E-06
65. Isotermiline protsess, milline on isotermilises protsessis sooritava mehaanilise ja tehnilise töö suhe. Isotermiliseks nimetatakse sellist termodünaamilist protsessi, mis toimub püsival temperatuuril (T=konst. ja dT=0). dq=dlt=-vpdp protsessis sooritatav mehaaniline töö on protsessis sooritatava tehnilise tööga isotermilisse 66. Adiabaadi ehk Possoni võrrand. pvk=konst 67. Isotermi ja adiabaadi kujutamine p-v diagrammil paisumisprotsessis 68. Mitu korda on adiabaatilises protsessis tehtav tehniline töö mehaanilisest tööst suurem. Mehaaniline töö l=R/(k-1) (T1-T2) =...... Tehniline töö: lt=k l Adiabaatilises protsessis tehtav tehniline töö on mehaanilisest tööst k korda suurem 69. Milliseid protsesse loeme polütroopseteks. Polütroopsed protsessid on sellised protsessid, mis toimuvad konstantsel erisoojusel 70. Polütroobi võrrand.
töö suhe. Isotermiliseks nimetatakse sellist termodünaamilist protsessi, mis toimub püsival temperatuuril (T=konst. ja dT=0). dq=dlt=-vpdp protsessis sooritatav mehaaniline töö on protsessis sooritatava tehnilise tööga isotermilisse 67. Adiabaadi ehk Possoni võrrand pvk=konst 68. Isotermi ja adiabaadi kujutamine p-v diagrammil paisumisprotsessis 69. Mitu korda on adiabaatilises protsessis tehtav tehniline töö mehaanilisest tööst suurem. Mehaaniline töö l=R/(k-1) (T1-T2) =...... Tehniline töö: lt=k l Adiabaatilises protsessis tehtav tehniline töö on mehaanilisest tööst k korda suurem 70. Milliseid protsesse loeme polütroopseteks. Polütroopsed protsessid on sellised protsessid, mis toimuvad konstantsel erisoojusel 71. Polütroobi võrrand.
Graafikud Siin joonisel on näidatud koostatud pindpinevuse isoterm koos nelja erineval kontsentratsioonil tõmmatud puutujaga. Excelis graafikut lähemalt vaadeldes sain määrata täpsemalt lõigu Z pikkused. Joonisel on näidatud koostatud adsorptsiooni isoterm lahuse ja õhu piirpinnal. Siin on toodud maksimaalse adsorptsiooni graafilise määramise jaoks graafik . Arvutused Pindpinevuse isotermi graafikul puutujate kaudu võetud ordinaattelje pikkused : Kontsentratsioon Z, Pindliig , c, 0,140 7,1429 0,00850 292 604 0,210 4,7619 0,00885 292 604 0,300 3,3333 0,00875 284 244
I puutuja 0,0000 71,72 0,8889 0 II puutuja 0 68,3 0,8 26,8 III puutuja 0 71 0,8 14,9 IV puutuja 0 62,5 0,9 35,8 2)Koostan pindpinevuse isotermi =f(c), millele tõmban neljal suvaliselt valitud kontsentratsioonil puutu Iga puutuja abil leian ordinaattelje lõigu pikkusega Z. Universaalne gaasikonstant R, J/ Kontsentrat-sioon Pindliig , (mol K) c, mol/L 1/c Z, mJ/m2 Z, J/m2 mol/m2 8,314 0,03 33,33 3 0,003 1,2068E-006
1 105 110 107 107,33 29,95 0,5 93 85 88 88,67 36,26 0,25 73 73 75 73,67 43,64 0,125 62 61 62 61,67 52,13 0,0625 53 58 57 56,00 57,40 2) Koostan pindpinevuse isotermi =f(c), millele tõmban neljal suvaliselt valitud kontsentratsioonil puutujad. Iga puutuja abil leian ordinaattelje lõigu pikkusega Z. 3 Kusjuures . Valitud kontsentratsioonidel leitud Z väärtused asendatakse Gibbsi adsorptsiooniisotermi võrrandisse . Väärtused on kantud järgnevasse tabelisse ja joonistatud adsorptsiooniisoterm =f(c)
gaasi molaarmass, R=8.31 J/mol*K universaalne gaasikonstant. Võrrand tähendab seda, et gaasikoguse rõhu ja ruumala korrutis on võrdeline selle absoluutse temperatuuriga. Gaasi rõhu sõltuvus massipunktide liikumise keskmisest kineetilisest energiast: p=2/3nEkin Ekin=3/2kT . Ideaalse gaasi siseenergia (U) on ideaalse gaasi massipunktide kineetiliste energiate summa: U=Ekin,i=NEkin=N3/2kT. 2Analüüsige isotermilist protsessi gaasilise süsteemi puhul. Kirjutage isotermi võrrand lähtudes gaasi olekuvõrrandist ja kujutage seda koordinaatides p ja V. Isotermiline protsess, kui gaasi temperatuur ei muutu (Boyle'i - Mariotte'i seadus pV=cont:; kahe oleku võrdlemisel saame p1V1=p2V2 ( NB! - rõhu ja ruumala suhet kujutab hüperbool ehk pöördvõrdelisus) . pV=m/M'R*T Kirjutage energia jäävuse seaduse avaldis makroskoopilise keha (termodünaamilise süsteemi) jaoks jne.Termodünaamika esimene seadus energia jäävuse seadus termodünaamiliste
sarnased. See ei tähenda, et igal pool kohtame samu liike. Lihtsalt sarnased keskkonnatingimused eri kohtades on tinginud erinevate liikide sarnased kohastumused. Nii on eri maailmajagude kõrbetaimedel kõigil lihakas kasvumood, et vett kokkuhoida (sukulendid). TUNDRA 500-1000 kilomeetri laiune vöö põhjapoolkeral. Vegedatsiooniperiood on lühike- 2-2,5 kuud, valgusrikas (püsib polaarpäev), külm. Juulikuu keskmine temperatuur ulatub kuni +10°-ni. 10°-isotermi peetakse enamasti tundravööndi lõunapiiri määrajaks. Kogu suve vältel võib sada lühiajaliselt lund ja võib esineda öökülmi. Sademeid on vähe, 200-300 mm/a, kuid öhuniiskus on siiski suur, eriti suvel. Suvel lahtisulanud pinnasekihid on liigniisked ning veega küllastunud muld hakkam mõõda nölva alla valguma, tekidades iseloomuliku viirulise või astmelise muld- ja taimkatte võõndi. Liigniisketes muldades
0,025 46 45 45 45,33 65,7960 0,05 49 49 - 49 60,8724 0,1 55 55 - 55 54,2318 0,2 65 66 65 65,33 45,6543 0,4 82 81 81 81,33 36,6732 2) Koostsin pindepinevuse isotermi =f(c), millele tõmbasin neljal kontsentratsioonil puutujad. Iga puutuja abil tegin kindlaks ordinaattelje lõigu pikkusega Z, kusjuures , Z avaldasin pindpinevuse ühikutes. Joonis . Pindpinevuse isoterm koos valitud kontsentratsioonidel tõmmatud puutujatega (Graafikul on musta paksu joonega pindpinevuse isoterm, värviliste joontega on tõmmatud puutujad kontsentratsioonidel 0,08; 0,1; 0,16; 0,2 ja 0,3)
lekkida ( Grööni vaalal kaalub see mitu tonni ). Lindudel on tihe udusulepolster. Kalade ja ka putukate veri sisaldab antifriisi , mis ei lase verel alla 0 kraadi temp. Juures jäätuda. Kiire paljunemine lühikeste suvekuude jooksul, kaitsevärvus. Maavarad: magaas, raud, nafta, kuld, kivisüsi. ARKTIKA Arktika on põhjapolaarala , mis haarab Põhja- Jäämere koos saartega ja mandrite põhjaservas asuvate tundravöönditega; lõunapiiriks loetakse tavaliselt juulikuu 10 kraadi C isotermi maismaal ja 5 kraadi C isotermi merel. (Lepasaar, Lumiste 2006,lk 5 ) Arktika paikneb põhjapooluse lähedal .Piirkond hõlmab Põhja Jäämere , Taanile kuuluva Gröönimaa, Alaska , Kanada, Euroopa ja Siberi põhjaosa. Taimne plankton annab kolmveerandi atmosfääri hapnikust. Talvel langeb temperatuur kuni miinus kuuekümneni. Rahvastik moodustab 3% maakera rahvastikust, tegeletakse küttimise ka kalastamisega. Tundra on 9 kuud aastas külmunud. Arktika liustikke peetakse kõige vähem
Võrdluseks leian ka molekuli pikkuse ka keskmiste sideme pikkuste kaudu. L0= [L(O-H) + L(O-C) + L(C-C) + 2L(C-H)]* sin = (0,1+0,14+2*0,15+0,1)*0,814 =0,521 nm = 5,21 * 10-10m Kokkuvõte Antud töös oli vaja uurida adsorptsiooni lahuse ja õhu piirpinnal. Selle jaoks tuli läbi viia katse erineva kontsentratsiooniga lahustega stalagmomeetri abil. Katse tulemuste alusel sai välja arvutada pindpinevuse väärtused ning joonestada pindpinevuse isoterm, mille järgi sai leida adsorptsiooni isotermi. Jooniste abiga oli võimalik näha, kuidas adsorptsioon sõltub lahuse kontsentratsioonist. Lõpuks tuli arvutada ka molekuli pindala adsorptsioonikihis ja adsorptsioonikihi paksus, mis vastab molekuli pikkusele. Viimast tuli võrrelda arvutusliku molekuli pikkusega, mis on saadud sidemete keskmiste pikkuste alusel. Katse tulemusena sain molekuli pikkuseks l 0=5,04 * 10-10 m ja arvutuslikult l0=5,21 * 10-10m. Tulemused on üsna sarnased, viga on umbes 3%
selliste maakoores leiduvate elementide nagu uraan ja toorium alfalagunemisest ja see akumuleerub tihti maagaasi reservuaarides, siis eraldatakse heeliumi tavaliselt maagaasist. 11) Millised väited on õiged reaalgaasi kohta: (a) mida väiksem on kokkusurutavustegur, seda kergem on gaasi kokku suruda (b) gaasi viriaalkoefitsiendid sõltuvad temperatuurist (c) gaasi van der Waalsi koefitsiendid ei sõltu temperatuurist (d) viriaalisoterm on ideaalgaasi isotermi erijuhud 12) Mis on difusioon ja mis efusioon? Difusioon on ühe aine järkjärguline hajumine teises aines. Lõhna levimine õhus on difusioon. Difusiooni tõttu püsib atmosfääri koostis praktiliselt muutumatuna, sest anomaalselt suur ühe gaasi kontsentratsioon hajub. Efusioon on gaasi pihkumine vaakumisse läbi väikese ava. Efusiooni seaduspärasused on gaaside kineetilise teooria paikapidavuse üheks tõestuseks.
temp, G > 0 madalal temp; *H > 0, S < 0, G > 0 alati Keemiline tasakaal olek, kus lähteainete ja produktide kontsentratsioonid ajas enam ei muutu. Tasakaalukontstant (Kc) kirjeldab matemaatiliselt tasakaaluolekut. Kc sõltub temperatuurist, mitte kontsentratsioonist. Mida suurem on Kc või Kp, seda enam on reaktsiooni tasakaal nihutatud paremale produktide tekke suunas. Reaktsiooni isotermi võrrand G = - R · T · ln(Kp) G << 0 (Kp >> 1) reaktsioon kulgeb vasakult paremale, tasakaalusegus põhiliselt saadused. Reaktsioon kulgeb praktiliselt lõpuni. G >> 0 (Kp <<1) reaktsioon kulgeb vastasuunas, tasakaalusegus põhiliselt lähteained. Reaktsioon praktiliselt ei kulge. Tasakaalu nihkumine, Le Chatelier' printsiip tingimuste muutmine tasakaalusüsteemis kutsub esile tasakaalu nihkumise suunas, mis paneb süsteemi avaldama vastupanu tekitatud
See on pindpinevuse määramise kõige täpsem meetod. 2. Stalagmomeetriline meetod-Loetakse kindlast ruumalast tekkinud tilkade arvu 3. Mulli suurima rõhu meetod- Siin mõõdetaks rõhku, mida on vaja rakendada, et suruda läbi kapillaari ava ühe vedeliku sisse teise vedeliku tilk või gaasimullike. 12. Gibbsi adsorptsioonivõrrandi tuletamine Vt vihik 13. Adsorptsiooni isotermid: Henry, Langmuiri ja Freundlichi isotermid Vt vihik 14. Langmuiri adsorptsiooni isotermi tuletamine. Langmuiri adsorptsiooni isotermi määramine pindaktiivse aine vesilahuse ja õhu piirpinnal vt vihik 15. Freundlichi adsorptsiooni isotermi määramine pindaktiivse tahke adsorbendi ja orgaanilise happe vesilahuse piirpinnal. 16. Kapillaarkondensatsioon See nähtus esineb poorsete adsorbentide korral. Zigmondi leidis 1911.a., et kui vedelik märgab kapillaari seina, kondenseeruvad aurud madalamal rõhul, kui siledal pinnal. Asetades
8. Viskoossus. (Polümeeri molaarmassi viskosimeetrilist määramist ei tule). 9. Pinna kõverdumisest tingitud rõhu liia(Laplace võrrandi) tuletamine. 10. Pinna vaba energia, pindpinevus, pindaktiivsus, pindliig. 11. Adsorptsioon. 12. Pindpinevuse määramine kapillaarse tõusu abil. 13. Gibbsi adsorptsioonivõrrandi tuletamine (teada ühte kahest tuletusest) 14. Adsorptsiooni isotermid: Henry, Langmuiri ja Freundlichi isotermid. 15. Langmuiri adsorptsiooni isotermi tuletamine(tuletust ei tule) 16. Freundlichi adsorptsiooni isotermi määramine pindaktiivse tahke adsorbendi ja orgaanilise happe vesilahuse piirpinnal. (tuletust ei tule) 17. Adsorptsiooni isotermi leidmine (KK1 labori põhjal, kui tegite). 18. Elektrolüütide adsorptsioon. 19. Vahetusadsorptsioon. Ioonvahetus muldades. 20. Märgumine. Kohesioon. Adhesioon. 21. Kohesioonitöö ja aurustumissoojus vaheline seos.(tuletust ei tule) 22. Dupre võrrandi tuletamine
14. Keemilise tasakaalu tingimused (G abil, teha joonis).
Tasakaaluolekus on kõik kontsentratsioonid tasakaalulistel väärtustel ja Q omad
kindlat väärtust K, mis on vastava reaktsiooni tasakaalukonstant.
15. Keemilise tasakaalu ja reaktsiooni suuna kriteeriumid (Q ja K abil)
Kui Q=K, siis reaktsioon tasakaalus, kui Q
3. Rehbinderi meetod (suurima rõhu meetod): Siin mõõdetaks rõhku, mida on vaja rakendada, et suruda läbi kapillaari ava ühe vedeliku sisse teise vedeliku tilk või gaasimullike. 24. Mis on pindliig? Gibbsi adsorptsiooniks e. Gibbsi pindliiaks nimetatakse aine hulka, mis tuleb lisada süsteemile, kui pindala suureneb ühe ühiku võrra (näiteks 1 cm2) selleks, et aine kontsentratsioon süsteemis jääks samaks. 25. Kuidas määrata pindliiga pindpinevuse isotermi alusel? Saab määrata Gibbsi adsorptsioonivōrrandiga: Γ= - c/RT x ∂σ/∂c kus, c – PAA kontsentratsioon lahuses, σ – pindpinevus vedelik-gaas pinnal, Γ - adsorbeeritud aine liig pinnakihis. Järeldused sellest võrrandist: 1. Kui pindpinevus suureneb kontsentratsiooni kasvades dσ/dc>0, siis Γ <0 ja lahustunud aine kontsentratsioon pinnakihis on väiksem, kui lahuse ruumalas. 2. Kui pindpinevus väheneb kontsentratsiooni kasvades
Kui tööd teeb gaas ise või toimub jahtumine, siis on mõlemad suurused negatiivsed, sest gaasi energia väheneb. Gaas teeb tööd paisumisel, ehk siis, kui muutub tema ruumala. Gaasi tööd saab arvutada valemist: A = pV, kus p - gaasi rõhk ja V - ruumala muutus. *Isohoorilisel protsessil kui ruumala ei muutu, gaas tööd ei tee. *Isobaarilisel protsessil kehtib ülaltoodud valem. *Isotermilisel protsessil, kui muutuvad nii ruumala kui rõhk, saab gaasi tööd arvutada graafikult isotermi alla jääva pindala arvutamisel ühikruudu meetodil. PILET11 Termodünaamika II printsiip. Termodünaamika II Kasulik töö tekib ringprotsessi siis, kui kokkusurumine toimub madalamal rõhul kui paisumine. Et aga väiksem rõhk antud ruumala juures tähendab madalamat temperatuuri, tuleb gaasi enne kokku surumist jahutada ja pärast kokku surumist soojendada. 2)Soojusmasina tööpõhimõte ja kasutegur. Soojusmasin muundab soojushulga mehaaniliseks tööks
mis on temperatuuri "definitsiooniks" Ei ole raske näha, et niimoodi defineeritud rõhku ja temperatuuri kasutades saame meile tuntud gaasi oleku võrrandi. Ainult nüüd me teame ka, kuidas need suurused on seotud punktmasside liikumist iseloomustavate suurustega. Ideaalse gaasi siseenergia (U) on ideaalse gaasi massipunktide kineetiliste energiate summa: U=Ekin,i=NEkin=N3/2kT 2. Analüüsige isotermilist protsessi gaasilise süsteemi puhul. Kirjutage isotermi võrrand lähtudes gaasi olekuvõrrandist ja kujutage seda koordinaatides p ja V. Selgitage, kuidas saab kasutada energia jäävuse seadust ideaalse gaasi poolt isotermilise protsessi käigus tehtava töö ja vahetatud soojuse arvutamiseks. Arvutage isotermilise protsessi käigus tehtud töö 300 oK juures, kui süsteemi ruumala suurenes 67,2 liitrilt 89,6 liitrini (R=8,314 J K-1 mool-1). Mitme meetri kaugusele saab
Põhja- Jäämere kaudu. Tutvume lähemalt: 1. Arktika, polaarvööde Siinsed vetikaliigid on võimelised elama madalate temp juures, pikka aega pimedas. Vähe endeeme (st. ainult sellele paikkonnale omaseid liike). Põhja- Jäämeri on olnud ühendusteeks Atlandi ja Vaikse ookeani vahel. Kõige põhjapoolsemates vetikate kasvukohtades on ainult 4-6 jäävaba nädalat aastas, mõnel aastal mitte ühtegi. Arktika lõunapiir järgib 10° C augusti isotermi või 0° C veebruari isotermi või enamvähem jää piiri talvel ja kevadel, ulatub Gröönimaa ja Teravmägede rannikuni ja Murmanskini Koolal ning Olyutorski neemeni Beringi meres. Islandi N-rannikut ei loeta Arktikasse, sest jäätumine seal ebaregulaarne. Arktika vetikauurimise pioneer Kjellmann (1883) iseloomustas polaarvöötme taimestikku järgmiselt: 1. Indiviidide vähesus (põhjuseks peamiselt sobiva substraadi puudumine), 2. monotoonsus (Laminaria liikide igav pruun värv; näis sarnanevat subarktikale, 3
Aine spontaanne üleminek saab toimuda kui faaside vabaenergiad on erinevad. Üleminek toimub alati vabaenergia vähenemise suunas. Sellest tulenevalt, kui temperatuuri muuta dT võrra, peab ka rõhk muutuma dP võrra. Seda tasakaalu kirjeldab Clapeyron-Clausiuse võrrand: dp/dT = H/(TV) 4. Keemiline tasakaal- süsteemi püsiv olek, mis kujuneb kui pöörduvas protsessis päri ja vastassuunalised reaktsioonid kulgevad võrdse kiirusega. 5. Reaktsiooni isotermi võrrand - DG = R × T × ln(Kp) DG << 0 (Kp >> 1) reaktsioon kulgeb vasakult paremale, tasakaalusegus põhiliselt saadused DG >> 0 (Kp << 1) reaktsioon kulgeb vastassuunas, tasakaalusegus põhiliselt lähteained 6. Tasakaalukonstandi sõltuvus temperatuurist reaktsioooni tasakaal ei sõltu temperatuurist, kui reaktsiooni soojusefekt e. entalpia on võrdne 0-ga. 3) 15. Elektrijuhtivuse määramine 1. Elektrolüütiline dissotsiatsioon.
entalpiamuudu ja entroopimuudu koosmõju järgi vastavalt võrrandileΔG = ΔH –TΔS 4. Keemilise tasakaalu ja reaktsiooni suuna kriteeriumid (Q ja K abil) Tasakaalukonstandi väärtus näitab kuidas reaktsioon kulgeb: K suur väärtus (K>1) => tasakaalulisesreaktsioonisegus on ülekaalus saadused. K on väike (K < 1) => tasakaalulises reaktsioonisegus on ülekaalus lähteained 5. Reaktsiooni Gibbsi energia muut. Reaktsiooni isotermi võrrand (van’t Hoff). 6. Termodünaamiline tasakaalukonstant ning tema avaldised rõhkude ja kontsentratsioonide kaudu. 7. Tasakaalukonstant lahustes ja heterogeensete süsteemide korral. 8. Kirjeldage Le Chatelier’ printsiibi alusel, kuidas muutub reaktsioonisegu tasakaaluline koostis, kui lisada või eemaldada reagente, segu kokku suruda või lasta sellel paisuda või muuta temperatuuri. 9
sugavamale, segunemist ei toimu, vaike erisoojus · Vorrelda merelise ning mandrilise kliimaga alade ohutemperatuuri oopevaseid muutusi- merelise kliimaga aladel on temperatuuri koikumine palju vaiksem kui mandrilisel alal. See kehtib nii ööpaevaseid muutusi silmas pidades kui ka aastaajati, suve ja talve temp erinevus on vaga suur. Merelise kliima ala temp maximum ja miinimumi vahel on vaid 2 kraadi north head, washingtoni naites , kuid texases nt minimum 22 ja max 32 kraadi. · Isotermi moiste, vorrelda maismaa ja merede kohal ohutemperatuuri isotermide kaike pohjapoolkeral juulis ja jaanuaris- isoterm-Ühesuguse temperatuuriga kohti uhendavad samatemperatuurijooned amplituud on suurim aasia ja pohja ameerika sisealadel suurtel laiustel. Mandrite kohal liiguvad isotermid sesoonselt palju rohkem kui ookeanide kohal. · Iseloomustada insolatsiooni meridionaalset profiili ning aastasisest dunaamikat pohjapoolkeral-
kõrgel temp, G > 0 madalal temp; *H > 0, S < 0, G > 0 alati 27. Keemiline tasakaal olek, kus lähteainete ja produktide kontsentratsioonid ajas enam ei muutu. 28. Tasakaalukontstant (Kc) kirjeldab matemaatiliselt tasakaaluolekut. Kc sõltub temperatuurist, mitte kontsentratsioonist. Mida suurem on Kc või Kp, seda enam on reaktsiooni tasakaal nihutatud paremale produktide tekke suunas. 29. Reaktsiooni isotermi võrrand G = - R · T · ln(Kp) G << 0 (Kp >> 1) reaktsioon kulgeb vasakult paremale, tasakaalusegus põhiliselt saadused. Reaktsioon kulgeb praktiliselt lõpuni. G >> 0 (Kp <<1) reaktsioon kulgeb vastasuunas, tasakaalusegus põhiliselt lähteained. Reaktsioon praktiliselt ei kulge. 30. Tasakaalu nihkumine, Le Chatelier' printsiip tingimuste muutmine tasakaalusüsteemis kutsub esile tasakaalu nihkumise suunas, mis paneb süsteemi
kõrgel temp, ∆G > 0 madalal temp; *∆H > 0, ∆S < 0, ∆G > 0 alati 27. Keemiline tasakaal – olek, kus lähteainete ja produktide kontsentratsioonid ajas enam ei muutu. 28. Tasakaalukontstant (Kc) – kirjeldab matemaatiliselt tasakaaluolekut. Kc sõltub temperatuurist, mitte kontsentratsioonist. Mida suurem on Kc või Kp, seda enam on reaktsiooni tasakaal nihutatud paremale – produktide tekke suunas. 29. Reaktsiooni isotermi võrrand – ∆G = - R · T · ln(Kp) ∆G << 0 (Kp >> 1) reaktsioon kulgeb vasakult paremale, tasakaalusegus põhiliselt saadused. Reaktsioon kulgeb praktiliselt lõpuni. ∆G >> 0 (Kp <<1) reaktsioon kulgeb vastasuunas, tasakaalusegus põhiliselt lähteained. Reaktsioon praktiliselt ei kulge. 30. Tasakaalu nihkumine, Le Chatelier’ printsiip – tingimuste muutmine tasakaalusüsteemis kutsub esile tasakaalu nihkumise suunas, mis paneb süsteemi
Taimede ja mikroobide elutegevus on mõeldav vaid mõnesentimeetrilises pindmises kihis, mis soojeneb mõrie kraadi võrra üle 0'. Taimekooslused esinevad pisimätta-, pisivalli- või pärjakujuliste fragmentidena, mis katavad kuni 1/3 (harva 1/2) maapinnast. Tundra Tundravöönd moodustab põhjapoolkeral 500-1000 kilomeetri laiuse vöö. Vegetatsiooniperiood on lühike (2-2,6 kuud), valgusrikas (püsib polaarpäev), soojavaene. Juulikuu keskmine õhutemperatuur ulatub +10º-ni. 10º-isotermi peetaksegi enamasti tundravööndi lõunapiiri määrajaks. Kogu suve vältel võib olla öökülmi ja sadada lühiajaliselt lund. Sademeid on vä-he, 200-300 mm/a, kuid õhuniiskus on siiski suur, eriti suvel. Suurem osa sademeid tuleb suviste uduvihmadena, ainult 10% talvelumena. Lumikate ,on seetõttu õhuke ja tugevad talvetormid (purgaad) puhuvad lume nõgudesse, paljastades kõrgemad kohad. Pinnas külmub ja sulab ebaühtlaselt, avalduvad kohrutusnähtused
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. Joonisel 13 on pv-koordinaadistikus m=konst tingimuses on need protsessid kujutatud isotermi (pv=konst) ja adiabaadi (pv=kkonst) vahel. Neid protsesse võib olla palju või siis üks protsess võib koosneda üksteisele järgnevatest eraldivõetavatest protsessidest. Sellepärast nimetatakse neid polütroopseteks. Polütroopseks protsessiks nimetatakse sellist termodünaamilist protsessi, mis toimub konstantsel erisoojuse väärtusel. Seega on polütroopse protsessi tingimuseks, et dq/dt = c = konst.
Boyle´ I Mariotte seadus jääval temp.-il muutub antud gaasihulga rõhk pöördvõrdeliselt ruumalaga. Analüütiliselt kirjut. seda nii: pV=const (t=const). Igale temp.- väärtusele vastab oma kõver Neid kõveraid nim. isotermideks joon.1. joon.1 joon.2 joon.3 Gaasi üleminekut ühest olekust teise jääval temp.-il nim. isotermili-seks protsessiks. Sellise protsessi korral liigub gaasi olekut kujutav punkt mööda isotermi. p,t- või V,t-diagrammil kujutab isoterm. prot. vastavalt p- või V-teljega paralleelne sirge. Need sirged on ka iso-termid. Kolmas parameeter V (vastavalt p) ei säilita oma väärtust nende sirgete ulatuses, vaid kasvab liikumisel mööda sirget noolega näidatud suunas.(joon2 ja 3.) Gay-Lussaci seaduse järgi muutub gaasi ruumala jääval rõhul temp muutumisel lineaarselt: V=V 0(1+t) (p=const). Jääval ruumalal on samasugune sõltuvus rõhu ja temp. vahel: p=p 0(1+t) (V=const)
C Reaalse gaasi isotermid Reaalse gaasi isoterm on toodud joonisel 3.3a. Olgu meil gaas fikseeritud temperatuuril ning väikese rõhu korral. Gaasi ruumala vähendamisel ruumalani VA hakkab alguses rõhk tõusma kuni punktini A, seejärel hakkab gaas kondenseeruma vedelikuks – aine kihistub kaheks faasiks – vedelaks ja gaasiliseks. Ruumala edasisel vähendamisel VB-ni on kogu gaas kondenseerunud vedelikuks ning aine ruumala edasisel vähendamisel kasvab rõhk väga kiiresti. Isotermi horisontaalsele osale A-B vastaval osal on gaas ja vedelik tasakaalus – gaas on küllastunud auru olekus. 26 Oma vedelikuga tasakaalus olevat auru nimetatakse küllastunud auruks. Graafikul toodud horisontaalne osa vastab küllastunud auru rõhule pk,,a, antud gaasi hulga korral vastava gaasi ruumala on Vg = VA ning vedeliku ruumala on VV = VB. a b Joonis 3.3
1.Mis on aine? Aine on aatomite kogum, mis on pidevas soojusliikumises; ainel on agregaatolek ning füüsikalis-keemilised omadused. Aine all mõistetakse füüsikas tavaliselt stabiilseid seisumassiga elementaarosakesi (tavaliselt prootoneid, neutroneid ja elektrone) ning nende kombinatsioone. Selliselt mõistetuna vastandatakse ainet väljale. 2.Kuidas tõestada, et ained koosnevad osakestest? Erinevate katsete tegemisel, ntks. lõhna/värvi levimisel (difusioon - nähtus, kus ained segunevad üksteisega. Sama moodi on difusioon ühe ja sama aine molekulide tungimine teise aine molekulide vahele; difusioon on soojus liikumisest tingitud protsess, mis viib kontsentratsiooni ühtlustumiseni ruumis). 3.Kuidas tõestada, et aatomid ja moleklulid on pidevas soojusliikumises? Reaktsioonide toimumise tõttu. Aineosakesed on pidevas soojusliikumises, selle kiirust mõõdame me kaudselt termomeetriga. Kui jahutada kehasid siis aineosakeste soojusliikumine aeglu...
T const pV const . (9.12) Protsessi kirjeldab graafik Vp-teljestikus, mis kujutab rõhu sõltuvust gaasikoguse ruumalast. p T2 T1 V Graafikuks on hüperbool, mida nimetatakse isotermiks. Joonis kujutab kahele erinevale temperatuurile – T1 ja T2 – vastavat isotermi. Et Mendelejev-Clapeyroni võrrandist saame valemis (9.12) sisalduva konstandi väärtuseks mRT pV , siis järeldub siit, et ühe ja sama gaasikoguse korral on selle konstandi – rõhu ja ruumala korrutise – väärtus kõrgemal temperatuuril suurem. Järelikult asub sama gaasikoguse kõrgemale temperatuurile vastav isoterm koordinaatide alguspunktist kaugemal. Selleks peab olema T2 T1 . 2. Isobaariline protsess
annaabi.ee 
