Ühe molekuli keskmine kineetiline energia on võrdeline keha temperatuuriga. 7. Milline on absoluutse temperatuuri skaala (milleks on ka Kelvini temperatuuriskaala) nullväärtuse tähendus? Absoluutsest nullist hakatakse arvestama nn absoluutset temperatuuri, mida mõõdetakse Kelvini skaalal kelvinites (K). Absoluutne null on 0 K ehk –273 °C Celsiuse skaalal. 273 K on 0°C 8. Mida tähendab gaasiga toimuv protsess? Milliseid protsesse nimetatakse isoprotsessideks? Esita isotermilist, isobaarilist ja isokoorilist protsessi kirjeldavad seadused sõnaliselt, valemitena ja graafiliselt. Protsess – gaasi oleku muutus Isoprotsess – gaasiga toimuv protsess, mille käigus üks oleku parameetritest jääb muutumatuks Isotermiline protsess (T) – selle käigus ei muutu gaasi temperatuur Isobaariline protsess (p) – … ei muutu gaasi rõhk Isokooriline protsess (V) – … ei muutu gaasi ruumala 9
Ühe molekuli keskmine kineetiline energia temperatuur on makroskoopiline suurus ehk parameeter. 7. Milline on absoluutse temperatuuri skaala (milleks on ka Kelvini temperatuuriskaala) nullväärtuse tähendus? T=0K(kelvinit) Sellisel temperatuuril soojusliikumine lakkaks. (absoluutset 0 tempi pole võimalik saavutada) 8. Mida tähendab gaasiga toimuv protsess? Milliseid protsesse nimetatakse isoprotsessideks? Esita isotermilist, isobaarilist ja isokoorilist protsessi kirjeldavad seadused sõnaliselt, valemitena ja graafiliselt. Isoprotsess- selline gaasiga toimuv protsess, mille käigus üks oleku parameetritest jääb muutumatuks. Protsess- gaasi oleku muutus(gaasiga toimuv protsess) Isotermiline- antud gaasikogusega toimuval isotermilisel protsessil on gaasi rõhu ja ruumala korrutis jääv (pöördvõrdeline sõltuvus ruumala ja rõhu vahel) (T const)
iseloomustab keha soojuslikku seisundit ja on määratud keha molekulide soojusliikumise kineetilise energiaga. 7. Milline on absoluutse temperatuuri skaala (milleks on ka Kelvini temperatuuriskaala) nullväärtuse tähendus? Absoluutne nulltemperatuur tähendab, et absoluutselt kõik molekulid seisavad paigal (soojusliikumist 0 K juures ei oleks). 8. Mida tähendab gaasiga toimuv protsess? Milliseid protsesse nimetatakse isoprotsessideks? Esita isotermilist, isobaarilist ja isokoorilist protsessi kirjeldavad seadused sõnaliselt, valemitena ja graafiliselt. Gaasi oleku muutust. Selline gaasiga toimub protsess, mille käigus üks oleku parameetritest jääb.Isotermiline protsess p*V = const P=const/v. Isobaariline V/T=const. Isokooriline p/T=const. Antud gaasikogusega toimuval XXXX protsessil on XX ja XX suhe jääv. 9. Esita ideaalgaasi olekuvõrrand, mis on isoprotsesse kirjaldavate võrrandite üldistus.
ohtlikuks 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. A=P V Teoreeetiliselt on võimalik kõige suurem soojushulk saada,kui kasutada isotermilist paisumist.Sel teel saaksime kogu soojushulga tööks muuta.Kahjuks pole praktikas võimalik.Q=A(kogu juurdeantav soojushulk läheb paisumistööks). Miks kasutatakse gaasi: Gaasidega võrreldes paisuvad vadelikud ja tahked ained suhteliselt vähe.Paisudes avaldavad nad küll väga suurt rõhku,mis võib aga masina konstruktsioonile isegi ohtlikuks osutuda.Pealegi on soojushulga kiire üleandmine vedelikule või tahkele ainele raskendatud
võeta soojust ning tööd tehakse gaasi siseenergia arvelt. 15.Miks ei ole võimalik ehitada sellist masinat, mis teeks tööd ilma, et ta vajaks selleks täiendavat energiat? Tööd saab teha ainult gaasi siseenergia kahanemise arvelt. 16.Milline gaasiga toimuv soojuslik protsess on gaasi töö seisukohalt energeetiliselt kõige kasulikum? Põhjenda! 17.Miks ei ole võimalik kasutada soojusmasinates ainult gaasi isotermilist paisumist? 18.Mida tuleb gaasiga teha, et gaasile antavat soojust oleks võimalik pikema aja jooksul muuta mehhaaniliseks tööks? 19.Mida nimetatakse soojusmasinateks? Seadeldisi, kus soojus muundatakse tsüklisliste protsesside käigus mehaaniliseks tööks. 20.Millistest osadest soojusmasin koosneb? Töötav keha, soojendi, jahuti. 21.Milline ülesanne on soojusmasinas soojendil? Anda töötavale kehale juurde tööks vajalikku energiat. 22
keskväärtus.Ideaalse gaasi olekuvõõrand p*V=m/M*R*T, kus m on gaasi mass, M 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
18. Miks ei ole võimalik ehitada sellist masinat, mis teeks tööd ilma, et ta vajaks selleks täiendavat energiat? Sest, tööd saab teha ainult gaasi siseenergia kahanemise arvelt 19. Milline gaasiga toimuv soojuslik protsess on gaasi töö seisukohalt energeetiliselt kõige kasulikum? Põhjenda! Ma arvan et isotermiline protsess.. Kui isotermilises protsessis gaas paisub, siis läheb kogu soojus gaasi tööks. 20. Miks ei ole võimalik kasutada soojusmasinates ainult gaasi isotermilist paisumist? 21. Mida tuleb gaasiga teha, et gaasile antavat soojust oleks võimalik pikema aja jooksul muuta mehhaaniliseks tööks? 22. Mida nimetatakse soojusmasinateks? Seadeldisi, kus soojus muundatakse tsüklisliste protsesside käigus mehaaniliseks tööks. 23. Millistest osadest soojusmasin koosneb? Töötav keha, soojendi, jahuti 24. Milline ülesanne on soojusmasinas soojendil? Anda töötavale kehale juurde tööks vajalikku energiat 25
annavad soojust ära ja võtavad seda vastu. soojusjõumasinas algrõhult p1 kuni kondensaatori kalorimeetrilises pommis. Nt. kütteväärtuse kohta: puit- Soojuskandjad võivad olla vedelad, gaasilised kui ka rõhuni p2. 2--3 auru täielikku isobaar-isotermilist 12,5MJ/kg; pruunsüsi--24-27MJ/kg; Naftama-suut-- tahked. Nt: Veeaur, vesi, suitsugaasid, orgaanilised kondenseerumist kondensaatoris. 3--3´vee tagastatavat 38-39MJ/kg. Qat =Qü t-2500(9H t/100+Wt//100)=Qü t-
Ekin=3/2kT, 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
v s 10.Aurujõuseadme ringprotsess (Rankine’i rp). Rankine’i rp-s kondenseerub aur kondensaatoris täielikult. Protsessi osas3—4 komprimeeritakse vett. joon1—2 kujutab auru isoentroopilist paisumist soojusjõumasinas algrõhult p1 kuni kondensaatori rõhuni p2. 2—3 auru täielikku isobaar- isotermilist kondenseerumist kondensaatoris. 3—3´vee tagastatavat adiabaatset komprimeerimist, 3´-4 vee isobaarilist kuumutamist aurugeneraatoris, 4—4´vee isobaar-isotermilist aurustumist aurugeneraatoris ja 4´-1 veeauru isobaarilist ülekuumendamist. Rankie’i rp. on tänapäeva aurujõuseadmete põhiringprotsessiks. q1=qk+qr+qü,
18 39. Soojus juhtivus ( temperatuuri väli, gradient ja Fourier'i seadus ja soojusjuhtivustegur). Temperatuuri väärtusi mingi süsteemi või keha kõikides punktides nimetatakse selle süsteemi või keha temperatuuri väljaks. Temperatuuri gradiendiks mingis meelevaldse keha punktis A nimetatakse selle punkti A juures oleva temperatuuri muutuse t ja sellele muutusele vastavate isotermilist ristlõigu n pikkuse suhte piirväärtust. t lim n = gradt n 0 (K/m) gradient on maksimaalne ristisuunas (n-i suunas) kuna teepikkus on seal minimaalne.(joonis) Fourier´i seadus: Soojusvoog Q kehades on võrdeline temperatuuri gradiendiga. q = - gradt , (w/m2) võrdetegur (soojusjuhtivustegur) ( w / m K ) . Soojusjuhtivustegur on igasugust ainet või materjali (keha) iseloomustav suurus ja ta sõltub
gaasikoguse korral). Empiiriliselt ehk katseliselt on tehtud juba 17.-18. sajandil kindlaks järgmised seaduspärasused. Boyle-Mariotte'i seadus: Konstantsel temperatuuril on etteantud gaasikoguse rõhk pöördvõrdeline tema ruumalaga: 1 p~ ehk pV =p1 V 1= p2 V 2=const . (1.23) V Boyle-Mariotte'i seadus kirjeldab nn isotermilist protsessi. Näited isotermiliste protsesside graafikutest ehk isotermidest erinevates teljestikes on toodud joonisel 4 (a-c). 11 Joonis 4. Isotermilise protsessi graafikud erinevates teljestikes. T 1T 2 . Nooled graafikutel a, b ja c näitavad protsessi kulgemise suunda – rõhk kahaneb ning ruumala suureneb. Charles'i seadus: Konstantsel rõhul on etteantud gaasikoguse ruumala võrdeline tema temperatuuriga:
Isotermiline protsess: et T=const. , siis ja Q=A. · Adiabaadi võrrand (Poissoni võrrand) (tuletusega). Adiabaatiline protsess toimub soojusvahetuseta (Q=0). Adiabaatilise protsessi korral . Olekuvõrrand, tuleb viia nn. polütroobi kujule. Polütroobiks nimetame sõltuvust , kus astendaja n võib omada suvalist väärtust. Nii võiks polütroopseiks lugeda ka isotermilist (n=1) ja isegi isobaarilist (n=0) protsessi. Adiabaadi võrrandi leidmiseks asendame rõhu p olekuvõrrandist ruumala ja temperatuuri kaudu. Lihtsuse mõttes loeme gaasi hulga võrdseks ühe mooliga ( ). Saame: . See kujutab lõigukest adiabaatilist protsessi pV-diagrammil kujutavast kõverast. Kogu kõvera saame, eraldades muutujad ning integreerides:
toimuda), väga suures ruumalas (näiteks atmosfääris tervikuna) toimuvad protsessid, mil süsteemi piirpind on enamikust süsteemi ruumalast lihtsalt liiga kaugel, ja lõpuks ka väga hea soojust isoleeriva kattega (vahtplast) süsteemides toimuvad protsessid. Sellises protsessis tehtavat tööd saab arvutada termodünaamika 1. alust kasutades, võttes Q = 0: A = -CV dT A = CV (T1 - T2 ) . (5.28) V-p teljestikus kujutab isotermilist protsessi pV=const pöördvõrdelise sõltuvuse graafik hüperbool. Seda graafikut nimetatakse isotermiks. Et > 1, siis adiabaatilise protsessi graafik adiabaat langeb samast punktist lähtudes järsemini. Paisuva termodünaamilise süsteemi poolt tehtava töö arvutamise vajadus tekkis seoses aurumasina leiutamisega 18. sajandil, kui mehhaanilise töö tegemiseks lihaste energia kõrval ja asemel hakati kasutama kuumutatud gaasi siseenergiat. Aurumasin oli esimene soojusjõumasin
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...
annaabi.ee 
