Keemia ja füüsika üleminekueksam 10 klassile (8)

Keemia ja füüsika üleminekueksam
1) AATOMI EHITUSE PLANETAARNE MUDEL

• Kõik ained koosnevad molekulidest ning need omakorda aatomitest.
  
• Planetaarse mudelile rajas aluse E. Rutherford aastal 1909.
  
• Mudeli järgi koosneb aatom tuumast, milles asuvad positiivse laenguga prootonid ja ilma laenguta neutronid . Tuuma ümber on elektronkate, mis koosneb elektronkihtidest, kus asuvad elektronid, millel on negatiivne laeng. Aatomil puudub summaarne laeng, sest prootonite ja elektronide arv on võrdne.
  
• Elektronid tiirlevad ümber tuuma kindla raadiusega ringikujulisel orbiidil. Seespoolsed elektornkihid on kõige madalama energiaga, tuumast kaugemad on suurema energiaga. Elektronkihid täituvad energia kasvu järjekorras: esmalt kõige väiksema energiaga kihid , siis suurema energiaga.
  
• Igasse elektronkihti mahub kindel arv elektrone.
  
• 1. kihil kuni 2 elektroni
  
• 2. kihil kuni 8 elektroni
  
• 3. kihil kuni 18 elektroni
  
• 4. kihil kuni 32 elektroni
  
• Kaltsiumi planetaarne mudel→ (joonista õpiku vms järgi)
  

2) AATOMI EHITUSE KVANTMEHHAANILINE MUDEL.
Tänapäevase ehk kvantmehhaanilise aatomimudeli rajajad olid saksa teadlane W. Heisenberg ja austria teadlane E.Schrödinger 1923. aastal.
See aatomiehituse mudel ei püüagi kirjeldada elektroni liikumise täpset teed. Elektronid liiguvad aatomis ülikiiresti, moodustades oma liikumisel negatiivse laengu pilve- nn elektronpilve. Kiire liikumise tõttu on kõik elektronid aatomis nagu laiali määritud. (Võrdlus argielust: Kui jälgida jalgratta liikumist, näeme, et kiirema sõidu korral ei ole võimalik kodaraid enam eristada. Need oleksid nagu laiali määritud üle kogu raatta. Sama käib ka muude esemete väga kiirel liikumisel. )
Tänapäevase aatomimudeli aluseks on võetud elektroni leidumise tõenäosus aatomi erinevates osades. Seal, kus elektron liigub sagedamini, on tema leidumise tõenäosus suurem ehk elektronpilve tihedus on selles kohas suurem.
Orbitaaliks nimetakse sellist ala aatomis, kus elektroni leidumise tõenäosus on suur. Orbitaal näitab elektroni liikumisel tekkiva elektronpilve kuju. Elektron liigub põhiliselt vaid orbitaaliga määratud alas ja väljaspoole orbitaali satub ta üsna harva. Kõik orbitaalid ei ole ühesuguse kujuga - osa on kerakujulised , kuid on ka keerukama kujuga orbitaale.
Üks orbitaal mahutab kuni 2 elektroni. Kaks elektroni, mis asuvad samal orbitaalil, moodustavad elektronipaari. Elektronidel on lisaks negatiivsele laengule ka magnetilised omadused. Selleks, et elektronid saaksid moodustada elektronpaari, peavad nende magnetväljad olema vastassuunalised. Vastassuunaline magnetväli vähendab elektronide omavahelist tõukumist ühesuguse (negatiivse) laengu tõttu.Elektronkihid jaotatakse omakorda alakihtideks. Esimene (kõige sisemine) elektronkiht koosneb vaid ühest alakihist. Igal järgmisel elektronkihil on üks alakiht rohkem kui eelmisel.
3) PERIOODILISUSSEADUS JA PERIOODILISUSTABEL .
Perioodilisuseadus
Keemiliste elementide omadused on perioodilises sõltuvuses nende tuumalaengust. Perioodi piires elementide järjenumbri kasvamisel nõrgenevad metallilised ja tugevnevad mittemetallilised omadused. Metallilised omadused tugevnevad peaalarühmas ülalt alla, mittemetallilised omadused aga nõrgenevad.
Perioodilisustabel
1869. aastal Vene keemiku Dmitri Mendelejevi poolt kokku pandud süsteem keemiliste elementide kohta. Tema pani elemendid tabelisse tuumalaengu kasvu järjekorras. Tänapäeval jaotatakse elemendid tuumalaengu järgi. Sarnaste omadustega elemendid on tabelis kohakuti üksteise all.
Perioodid - Samas perioodis asuvatel elementidel on ühesugune elektronkihtide arv. Perioodi numbri kasvades elektronkihtide arv aatomis kasvab. (üks periood on elemendirida vasakult paremale)
Rühmad - jaotatakse A ja B rühmadeks. Samas A-rühmas asuvatel A-rühma elementidel on ühesugune väliskihi elektronide arv. B- rühma elementidel täitub elementidega eelviimase kihi d- alakiht. Enamasti on neil viimasel kihil 2 elektroni. B-rühma nr. näitab max. oksüdatsiooniastet. (tabelis on rühmad ülevalt alla)
4) KEEMILINE SIDE. KOVALENTNE MITTEPOLAARNE SIDE.
Keemiline side on aatomite- või ioonidevaheline vastastikmõju, mis seob nad molekuliks või kristalliks.
Kovalentne side on aatomitevaheline keemiline side, mis tekib ühiste elektronpaaride moodustamisel.
Kovalentne mittepolaarne side on keemiline side, milles kahe aatomi ühine elektonipaar kuulub võrdselt mõlemale sidet moodustavale aatomile; esineb võrdse (või väga lähedase) elektronegatiivsusega aatomite vahel.
(N: H2 aatomite vahel moodustub ühine elektronpaar , kui mõlema aatomi elektronid (üks kummaltki) moodustavad paari.)
5) KOVALENTNE POLAARNE SIDE. POLAARSUS.

• KOVALENTNE POLAARNE SIDE - Kovalentne side erineva elektronegatiivsusega aatomite vahel, sidet moodustavatel aatomitel tekivad seejuures erinimelised osalaengud.
  
• Kovalentse polaarse sideme puhul koosnevad ühendid erinevatest mittemetalli aatomitest.
  
• Ühised elektronpaarid on tõmmatud elektronegatiivsema (mittemetallilisema) elemendi aatomi poole. / Elektronpilv liigub mittemetallilisema elemendi aatomi poole.
  

POLAARSUS – elektronegatiivsem element tõmbab teise elemendi ja enda ühist elektronpaari enda poole. Ühesõnaga elektronegatiivsus/mittemetallilisus.
Elektronegatiivsus – elektronide enda poole tõmbamise võime. Sõltub: 1) väliskihi elektronide arv (mida vähem 8-st puudu seda elektronegatiivsem), 2) kihtide arv (mida vähem kihte seda elektrinegatiivsem), 3) tuumalaeng (mida rohkem + - e, seda elektronegatiivsem).
6) IOONILINE JA METALLILINE SIDE.
Iooniline side

• Vastasmärgiga laengutega ioonide vahel esinevat tõmbejõudu ioonkristallis nimetatakse iooniliseks sidemeks .
  
• Iooniline side tekib, kui kokku saavad kahe aine aatomid , mille elektronegatiivsuste erinevus on väga suur. Sellisel juhul läheb ühine elektronpaar täielikult üle elekronegatiivsema aine aatomile, millest saab anioon . Aine aatomist, mis loovutab elektrone, saab katioon. Anioon ja katioon on omavahel vastaslaengutega.
  

(Näide: Naatriumkloriid tekib naatriumist ning kloorist. Kui need kaks aatomit kokku saavad, toimub järgmine: kloor , olles elekronegatiivsem, võtab naatriumilt juurde ühe elektroni. Kloorist saab anioon, laenguga -1 ja naatriumist saab katioon, laenguga +1. )

• Elektronegatiivsus – suurus, mis iseloomustab keemilise elemendi aatomi võimet keemilise sideme moodustamisel tõmmata enda poole ühist elektronpaari. (Mida rohkem on elektrone väliskihil, seda elekronegatiivsem. )
  
• Vastasmärgiliste laengutega ioonide vahel on elektrostaatiline tõmme. Tõmbumise tõttu moodustub ioonkristall, mis koosned vastaslaengutega ioonidest. Keskmes asuvad ioonid moodustavad korrapärase struktuuri – ioonvõre.
  

Päris puhtakujulist ioonset sidet pole olemas, kus ühine elektronpaar täielikult on üle läinud anioonile. Kõikides ainetes on ioonide vahel vähesel määral ka kovalentset sidet. Aineid, milles esineb valdavalt iooniline side nimetatakse ioonseteks aineteks .
Ioonsete ainete iseloomulikud omadused: kõvad, kuid seejuures haprad , sulamistemperatuur on üsna kõrge, enamik lahustub hästi vees ning sulanud olekus või vesilahuses juhivad nad hästi elektrit.
Metalliline side

• Metalliliseks sidemeks nimetatakse ühiste väliskihi elektronide abil moodustunud keemilist sidet.
  
• Esineb puhastes metallides või metalli sulamites.
  
• Metallivõres paiknevad aatomid üksteisele väga lähedal ning välised elektronorbitaalid kattuvad. Väliskihi elektronid on tuumaga nõrgalt seotud ning pääsevad liikuma ühe aatomi orbitaalist teise aatomi orbitaali. Väliskihi elektronid muutuvad kõigile aatomitele ühiseks.
  

Hea elektri- ja soojusjuht, peegeldavad hästi valgust. Elektri- ja soojusjuhtivus on erinev, olenebelektornide vabadusest. Mida vabamad, seda paremini juhivad.
Metalliline side on metallide plastilisuse põhjuseks. Elektronkihid võimaldavad metallikristallis üksteise suhtes nihkumist ning libisemist, ilma, et need puruneksid. Kuumutamisel saab metalle voolida, painutada ja valtsida.
7)ANORGAANILISTE ÜHENDITE PÕHIKLASSID.
OKSIIDID on ained, mis koosnevad kahest elemendist, millest üks on hapnik.
Oksiide liigitatakse keemiliste omaduste põhjal: aluselised (CaO, MgO), happelised (SO2 , CO2), amfoteersed (ZnO, Al2O3), neutraalsed (NO, CO).
HAPPED on ained, mis annavad lahusesse vesinikioone . Happed koosnevad vesinikioonidest ja happeanioonidest.
Happeid liigitatakse:

• vesiniku aatomite arvu järgi:
  

üheprootonilised happed (HCl, HNO3 )
mitmeprootonilised happed (H2S, H2SO3)

• hapniku sisalduse järgi:
  

hapnikku sisaldavad e. hapnikhapped – HNO3, H2SO4
hapnikku mittesisaldavad happed – HCl, H2S

• tugevuse järgi:
  

tugevad happed – H2SO4, HNO3, HCl
nõrgad happed – H2CO3, H2S
ALUSED (hüdroksiidid) on ained, mis annavad lahusesse hüdroksiidioone. Hüdroksiidid koosnevad metallioonidest ja hüdroksiidioonidest (OH-).
Hüdroksiide liigitatakse vees lahustuvuse järgi:

• vees lahustuvad hüdroksiidid e. leelised (tugevad alused) – aktiivsete metallide hüdroksiidid: ( NaOH , KOH )
  
• vees lahustumatud hüdroksiidid (nõrgad alused) – enamuse metallide hüdroksiidid. ( AlOH3 )
  

SOOLAD on kristalsed ained, mis koosnevad (metalli) katioonidest ja (happe) anioonidest). Vesiniksoolad sisaldavad happeaniooni koostises vesinikku (näiteks NaHSO4).
Sooli liigitatakse lahustuvuse järgi:

• lahustuvad ( NaNO3 - salpeeter )
  
• vähelahustuvad (CaCO3)
  
• praktiliselt mittelahustuvad
  

8) ELEKTROLÜÜDID. LIIGITUS. DISSOTSIATSIOON .
Elektrolüüt - aine, mis vesilahustes ja sulatatud olekus jaguneb täielikult või osaliselt ioonideks.
Elektrolüütiline dissotsatsioon – lahustumisega kaasnev aine jagunemine ioonideks.
Alustel, hapetel ja sooladel on kas kovalentne polaarne (erinevad mittemetallid) või iooniline side ( metall ja mittemetall).
Tugevad alused: KOH, NaOH, CaOH, BaOH, LiOH. Nõrgad alused: on mittelahustuvad hüdroksiidid
Tugevad happed: HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4. Nõrgad happed: kõik ülejäänud, eriti orgaanilised happed.
Kui sool on ml, siis ta on nõrk ja kui on lahustuv, siis tugev.
Tugevad elektrolüüdid on lahuses täielikult jagunenud ioonideks, nõrgad elektrolüüdid on ainult osaliselt jagunenud ioonideks. Tugevad elektrolüüdid on soolad, tugevad happed ja leelised. Nõrgad elektrolüüdid on nõrgad happed ja nõrgad alused. Elektrolüütide lahused juhivad elektrit. Mida nõrgem on elektrolüüt, seda väiksem on tema lahuse elektrijuhtivus .
Metallioksiidid on aluselised ja nad ioonideks ei lagune. Neis esineb kas iooniline või kovalentne polaarne side.
Alused dissotseerudes eraldavad lahusesse hüdroksiidioone. Neil esineb astmeline dissotsatsioon.
Astmeline dissotsiatsioon on aine(osakeste) lagunemine keemiliste reaktsioonide käigus järk-järgult väiksemateks osadeks.
Mitmeprootoniliste hapete molekulid ei jagune ioonideks ühekorraga, vaid eraldavad vesinikioone järk-järgult, astmete kaupa.
Mitmeprootoniliste hapete elektrolüütiline dissotsiatsioon kulgeb astmeliselt: esimeses astmes eraldub happe molekulist lahusesse üks vesinikioon, teises astmes teine jne. Igas järgmises astmes toimub dissotsiatsioon oluliselt nõrgemini.
Kaheprootonilised happed on näiteks H2SO4, H2CO3 ja H2S, kolmeprootoniline on H3PO4.
9) REAKTSIOONID ELEKTROLÜÜTIDE LAHUSTES

• ELEKTROLÜÜDID – on ained, mille vesilahused juhivad elektrit, sest need ained on lagunenud ioonideks.
  
• REAKTSIOONID ELEKTROLÜÜTIDE LAHUSTES – on vahetusreaktsioonid, mille käigus vahetatakse ioone. Vahetusreaktsioon kulgeb lõpuni, kui
  

tekib sade (ml)

eraldub gaas

tekib nõrgem el.l (alus, hape )
l + l -> ml + l
l + l l + l
molekulaarvõrrand
ioonvõrrand
taandatud ioonvõrrand
nt: AgNO3 + NaCl -> AgCl + NaNO3
Ag + NO3 + Na + Cl -> AgCl (ml) + Na + NO3
Ag + Cl -> AgCl
10) SOOLA HÜDROLÜÜS
Soolade hüdrolüüsiks nimetatakse soola ja vee vahelist vahetusreaktsiooni.Kõik ioonireaktsioonid kulgevad kõige halvemini dissotsieeruva reaktsioonisaaduse tekke suunas, sama kehtib soolade hüdrolüüsi kohta. Kui ainus nõrk elektrolüüt segus on vesi, siis hüdrolüüs ei kulgegi.
Nõrga aluse ja tugeva happe soola vesilahus on happeline. Tugeva aluse ja nõrga happe soola vesilahus on aluseline.
Nõrga aluse ja nõrga happe soolad hüdrolüüsuvad nii aniooni kui katiooni järgi. Tugeva aluse ja tugeva happe soolad ei hüdrolüüsu.
(lisa juurde näide mõne reaktsioonivõrrandi näol)
11) METALLIDE OMADUSED. REDOKSREAKTSIOONID .
Metallid peaaegu alati loovutavad elektrone ja keemilistes reaktsioonides käituvad alati redutseerijana.
Füüsikalised omadused:
1. Peegeldusvõime
2. Plastilisus (on töödeldav)
3. Hea elektri –ja soojusjuhtivus. Metallidel on korrapärane kristallvõre, mille sõlmpunktides on metalliioonid ja vabad elektronid liiguvad kristallvõre sees.
4. Suur tihedus
5. Kõvadus
6.Värvus: hõbevalge, must (raud, rauasulamid: malm , teras), värvilised (hõbe, kuld ).
7. Kõrge sulamis –ja keemistemperatuur.
METALLILISUS – elektronide loovutamise võime. See kasvab perioodilisuse tabelis ülevalt alla, vasakult paremale.
Metallide pingereas on metallid reastatud redutseerivate omaduste nõrgenemise suunas. See peegeldab metallide võimet loovutada elektrone vesilahustes kulgevates reaktsioonides.
Keemilised omadused:
1.Reageerivad hapnikuga (v.a väärismetallid), Fe+O2 -> 2Fe2O3
halogeenidega, Na+Cl -> NaCl
mittemetallidega, Ba+2HCl -> BaCl2 + H2
hapetega (v.a väärismetallid), 2Al+6HCl -> 2AlCl+3H2
sooladega, Fe+CuSO4 -> FeSO4+Cu
veega (vaid väga aktiivsed metallid), 2Na+2H2O -> 2NaOH+H2
Redoksreaktsioonid – toimub kõigi või osa valentselektronide ülekanne ühtedelt aatomitelt, molekulidelt või ioonidelt teistele aatomitele, molekulidele või ioonidele ja vähemalt kahe aine oksüdatsiooniaste muutub. Redoksreaktsioonides on seotud kaks vastandlikku protsessi: ühe elemendi redutseerumisega peab kaasnema teise elemendi oksüdeerumine. Ja nendes oksüdeerija poolt liidetud elektronide arv võrdub alati redutseerija poolt loovutatud elektronide arvuga.
Oksüdatsiooniaste – elemendi laeng ühendis eeldusel , et elektronide üleminek oli täielik.
12) MITTEMETALLIDE OMADUSED (peamiselt VIIa ja VIIIa rühma näitel).
VII A rühm
Üldiseloomustus
Halogeenid on VIIA rühma elemendid fluor, kloor, broom, jood ja astaat. Halogeenid kuuluvad kõige aktiivsemate mittemetallide hulka, mistõttu ei leidu halogeene looduses lihtainena, vaid peamiselt sooladena (halogeniididena).
Halogeenide aatomite väliskihis on 7 elektroni. Halogeenide kõige iseloomulikumad ühendid on halogeniidid , milles nende oksüd. aste on -1.Kõigil peale F-i võib olla oksüd. aste positiivne.
Halogeenid lihtainena
Nende lihtained koosnevad kaheaatomilisest molekulidest, molekulide vahel mõjuvad suhteliselt nõrgad molekulidevahelised füüsikalised jõud ning seetõttu on nende keemistemperatuur suhteliselt madal. Tahkel joodil nt on omadus kuumutamisel sublimeeruda, st aurustuda ilma et vahepeal tekiks vedelat olekut. Kõik halogeenid, eriti fluor ja kloor on lihtainena tugevalt mürgised.
Halogeenide füüsikalised omadused
Fluor (F) – helekollane gaas
Kloor (Cl) – kollakasroheline gaas
Broom (Br) – punakaspruun kergesti lenduv vedelik
Jood (I) – hallikasmust metalse läikega kristalne aine, mis sublimeerub kergesti lillaks auruks.
Terava lõhnaga, sööbiva toimega, väga mürgised (v.a. jood), põhjustavad
sissehingamisel hingamisteede kahjustusi. Molekaulid kaheaatomilised (F2, Cl2, Br2 ja I2).
Halogeenide keemilised omadused
Halogeenid kui aktiivsed mittemetallid on tugevad oksüdeerijad. Perioodilisustabeli rühmas ülevalt alla halogeenide aatomiraadius kasvab, elektronegat. väheneb ning oksüdeerivad omadused nõrgenevad.
Reageerivad kõikide metallidega oksüdeerides neid tavaliselt kõrgemate oks.astmeteni. 2 Fe + 3 Cl2 = 2 FeCl3
Vesinikuga tekivad gaasilised vesinikhalogeniidid . H2 + Cl2 = 2 HCl
Teiste mittemetallidega: halogeenid ei reageeri hapnikuga, lämmastikuga ja omavahel.
Kõik halogeenid reageerivad fosfori, väävli, süsinikuga. 2P + 3 Cl2 = 2 PCl3 ja P + 5 Cl2 = 2 PCl5
Halogeenide saamine
Halogeenide oksüdeerivate omaduste nõrgenemine rühmas ülevalt alla avaldub sellest, et iga aktiivsem halogeen võib vähem aktiivsema halogeeni ühendist välja tõrjuda. Vähem aktiivseid halogeenseid on seega võimalik saada vastava halogeniidi reageerimisel aktiivsema halogeeniga.
2 NaBr + Cl2 -> 2Na Cl + Br2
Cl2 + 2 KI = I2 + 2 KCl
Laboris saadakse konts. soolhappe reageerimisel MnO2 või KMnO4-ga
MnO2+ 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O
VIA rühm
Üldiseloomustus
Hapnik ja väävel kuuluvad perioodilisustabeli VIA rühma elementide ehk kalkogeenide hulka. Enamik VIA rühma elemente on üsna tugevate mittemet. omadustega. Rühmas ülevalt alla mittemet omadused nõrgenevad.
Negatiivses oksüd astmes ühendeid moodustavad nad metalliliste ja endast vähemaktiivsete mittemetalliliste elementidega.
Hapnik lihtainena
Tavalise molekulaarse hapniku ehk dihapniku iseloomulikud füüsikalised omadused: lõhnata, maitseta, värvuseta gaas. Vees suhteliselt vähe lahustuv, keemistemp -183 kraadi C.
Keemilistes reaktsioonides käitub hapnik oksüdeerijana. Molekulaarne hapnik on tavatingimustes suhteliselt väheaktiivne, kuigi on väga suure elektronegat. Kuumutamisel muutub hapnik oluliselt aktiivsemaks.
Atomaarne hapnik ehk monohapnik on palju tugevam oksüdeerija kui dihapnik . Atomaarne hapnik on väga ebapüsiv, üksikaatomid liituvad kiiresti hapniku molekulideks.
Trihapnik ehk osoon on iseloomuliku terava lõhnaga sinaka värvusega mürgine gaas. Ebapüsiv ja laguneb kiiresti.
Hapniku ühendeid
Vesi – vesiniku ja hapniku ühend vesi on looduses üks levinumaid aineid. Vee erilised omadused on tingitud tema molekulide suurest polaarsusest ja molekuldievahelisest vesiniksidemest. Vesi on keemiliselt püsiv ühend ning väga nõrk elektrolüüt. Veel avalduvad nii happelised kui aluselised omadused.
Väävel lihtainena
Väävel on kollane kristalne aine. Tavatingimustes koosneb väävlikristall kaheksa-aatomilistest molekulidest. Väävlikristallis hoiavad molekule koos suhteliselt nõrgad molekulidevahelised jõud. Väävli püsivaim allotroop on nn rombiline väävel.
Väävel on suhteliselt aktiivne metall, mis võib reageerida paljude metallide ja mittemetallidega. Oksüdreerijana käitub väävel metallide ja endast vähemakt mittemetallide suhtes.
Redutseerijana käitub väävel aktiivsemate mittemetallide ühendid.
Divesiniksulfiid on väga mürgine.
Sulfiidid kui nõrga happe soolad on vesilahuses märgatavalt hüdrolüüsunud, hüdrolüüsil tekib aluseline keskkond. Väävli põlemisel tekib terava lõhnaga värvusetu mürgine gaas vääveldioksiid., happeline oksiid.
Väävelhape on tugev hape, mis dissotsieerub kahes astmes.
KNO3+ H2O--> K + NO3+ H2
2KNO3-->(t') 2KNO2 + O2
NH4Cl + NaOH ---> NH3 x H2O +NaO
2HCl + MgO---> MgCl2 + H2O
SO3 + H2O--->H2SO4
FÜÜSIKA
13. Ühtlane sirgjooneline liikumine. Kulgliikumine . Punktmass . Taustsüsteem. Nihe . Liikumise suhtelisus. Kiirus. Ühtlases sirgjoonelise liikumise liikumisvõrrand ja kiirusvõrrand.
Ühtlane sirgjooneline liikumine– selline liikumine, mille korral keha sooritab mistahes ajavahemikes võrdsed nihked . Liikumine toimub mööda sirgjoont, seega trajektoor ja nihe ühtivad.
(Nt. Auto sõidab ühtlase kiirusega otse mööda teed; pall veereb ühtlase kiirusega otse mööda põrandat).
Kulgliikumine – liikumine, mille korral keha kõik punktid liiguvad ühesuguselt, neil on täpselt samasuguse kujuga trajektoor.
(Nt. Õmblusmasina nõel, mis liigub üles-alla)
Punktmass - füüsikalise keha mudel, mille puhul keha mass loetakse koondatuks ühte ruumipunkti.
(nt. Auto sõidab ühest linnast teise – autot vaatame me ühe punkti ehk punktmassina).
Taustsüsteem – mingi objektiga (taustkehaga) seotud koordinaatide süsteem, mille abil kirjeldatakse ühe keha asendit teiste kehade suhtes.
Süsteem, mille moodustavad taustkeha ja sellega seotud koordinaatteljestik koos ajaga . (Tavaliselt võetakse taustkehaks Maa)
Nihe (Tähis ) - vektoriaalne füüsikaline suurus. Nihe on vektor (suunatud sirglõik) liikuva keha algasukohast keha lõppasukohta. ( nö. linnulennult läbitud vahemaa ).
Nihke pikkus sõltub liikumise trajektoorist, liikumiskiirusest ja liikumisajast.
Keha trajektoor on joon, mida mööda keha liigub. Mööda trajektoori mõõdetakse läbitud tee pikkust, ehk teepikkust 𝑙. Teepikkus ja nihe ei ühti tavaliselt! (Keha nihke pikkus ja tema liikumise teepikkus on võrdsed vaid sirgjoonelise liikumisekorral.)
(Nt. kui jooksja jookseb linnast A linna B, siis tema nihkevektoriks on AB (nool peal) . Kui ta jookseks edasi linna C, siis oleks tema nihkevektoriks AC (nool peal) ).
Valem: (- kiirus; t – aeg)
Liikumise suhtelisus - keha liikumine teiste kehade suhtes, mida tinglikult loetakse liikumatuiks.
Liikumine on keha asukoha muutumine, asukohta saab määrata aga ainult teise keha suhtes. Liikumise kirjeldamisel on vajalik taustkeha, mille suhtes liikumist vaadatakse. Erinevate taustkehade suhtes liigub sama keha erinevalt, seega liikumine on suhteline.
(Nt. parv liigub vabalt allavoolu. Kalda suhtes ta liigub, kuid vee suhtes mitte, sest jõe vee kiirus ühtib paadi kiirusega).
Kiirus (Tähis v) – peamine liikumist iseloomustav suurus, mis näitab, kui suure teepikkuse läbib keha ühe ajaühiku jooksul.
Muidu esitatakse vektoritena v(nool peal) = s (nool peal) / t (m/s). Kiiruse valem v= s/t
Ühtlase sirgjoonelise liikumise liikumisvõrrand – võrrand, mis näitab keha koordinaadi sõltuvust liikumisajast.
x0 on keha algkoordinaat ja v*t on liikumise tõttu läbitud vahemaa. Seega x on lõppkoordinaat.
x=x0 +v∙t (m).
Kiirusvõrrand – võrrand, mis näitab kui kiiresti muutuvad koordinaadid. vx=(x-x0)/t, (m/s)
14. Ühtlaselt muutuv sirgjooneline liikumine. Kiirendus. Võrrandid keha koordinaadi, nihke ja hetkkiiruse leidmiseks.
Ühtlaselt muutuv sirgjooneline liikumine on kui keha kiirus muutub teatud võrdsetes ajavahemikes ühesuguste väärtuste võrra.
Kiirendus on füüsikaline suurus, mis iseloomustab kiiruse muutumist ajaühikus. Kiirendus võib olla positiivne kui ka negatiivne. Kiirendus on posit juhul kui lõppkiirus on algkiirusest suurem, kui lõppkiirus on algkiirusest väiksem, on kiirendus neg.
a= V-Vo/t ühik- 1m/s2
Hetkkiiruse arvutamine ühtlaselt muutuval liikumisel
V= Vo + at
Vo – on algkiirus
a- kiirendus
t- aeg
NB! Tuleb arvestada ka sellega, et kiirendus võib olla negatiivne. Sel juhul on lõppkiirus algkiirusest väiksem ning tegemist on aeglustumisega.
Nihe ühtlaselt muutuval sirgjoonelisel liikumisel
Tuletamine :
Nihke võrrand:
1. s = vkt
2. vk = v+v0/2 – Vk on ühtlaselt muutuva liikumise keskmine kiirus
3. v=v0+at
4. s=(v0+at+v0 /2)t = (2v0 + at/2)t = (2v0/2 + at/2)t = (vo+ at/2)t =
v0+ at2/2
Võrrand keha koordinaatide leidmiseks
X= Xo+ Vo+ at2/2
Ka siin tuleb arvestada võimalusega, et kiirendus võib olla negatiivne.
X= Xo+ Vot- at2/2
15. Ühtlane ringliikumine. Kesktõmbekiirendus. Periood ja sagedus.

• ÜHTLASEKS RINGLIIKUMISEKS nimetatakse punktmassi liikumist ringjoonelisel trajektooril, kui keha läbib võrdsetes ajavahemikest võrdsed kaarepikkused. Ringjooneliselt liiguvad näiteks: autod kurvis , jalgratturi varbad jalgrattaraami suhtes ning ka ümber Maa tiirlev Kuu.
  
• KESKTÕMBEKIIRENDUS - Kesktõmbekiirendusks nimetatakse ringliikumise kiirenduseks. Suunatud keskpunkti , kiirusvektoriga risti. Kesktõmbekiirenduse väärtus sõltub nii trajektoori kõberdusraadiusest r kui ka keha kiirusest v. Mida kiiremini keha mööda sama ringjoont liigub, seda kiiremini muutub liikumissuund. Samuti muutub suund seda kiiremini, mida kõveram on trajektoor.
  

ak = v2/ r ak – kesktõmbekiirendus v – kiirus r – raadius

• PERIOOD – on ajavahemik , mille jooksul ringjoonel liikuv keha teeb ühe täisringi.Võnkliikumise korral on periood ajavahemik, mis kulub ühe täisvõnke sooritamiseks. Perioodi mõõdetakse alati ajaühikutes.
  

Perioodi tähis on T, ühik 1s
T = t / n T – periood – 1s
t – aeg – 1s
n – ringjoonel liikuva keha poolt läbitud täisringide arv;
võngete arv

• SAGEDUS – näitab ringliikumise korral ajaühikus sooritatavate võngete arvu. Võnkliikumise korral on sagedus täisvõngete arv, mida keha sooritab ajaühikus. Sagedus on seotud nurkkiirusega. Kui ajaühikus tehakse f täisringi ja igale täisringile vastab pöördenurk 2π rad on pöördenurgaks kokku 2πf radiaani.
  

Sageduse tähis on f, ühik on 1 Hz - herts . Kasutatakse ka kordseid ühikuid, näiteks 1kHz, 1MHz.
f = n / t f – sagedus – 1 Hz
n – võngete arv
t – aeg – 1s
1 Hz = 1 1 herts on selline sagedus, kui keha teeb ühe võnke sekundis.

• Periood ja sagedus on teineteise pöördväärtused:
  

T = 1/f f = 1/T T – periood – 1s
f – sagedus – 1Hz
16. Inertsus ja mass. Jõud. Newtoni seadused. Jõudude liitmine. Keha liikumine kaldpinnal . Jõudude projektsioonid telgedel.
Inertsus on keha omadus säilitada oma kiirust. See seisneb selles, et keha kiiruse muutumiseks antud suuruse võrra peab teise keha mõju esimesele kehale kestma teatud aja. Seega peab keha kiiruse muutumiseks talle mõjuma mingi teine keha, muidu liiguks keha ühtlaselt. Inertsus on erinevatel kehadel erinev. Inertsust väljendav suurus on mass.
Nt. kui viskad liikuvas autos palli üles, ei pea sa seda samuti viskama ettepoole, et see sulle uuesti kätte kukuks, sest pallil on juba auto liikumise tõttu omandatud inerts, mis liigutab seda edasi.
Mass on füüsikaline suurus, mis on keha inertsuse mõõduks. Mass väljendab inertsust, kaal aga gravitatsiooni tõttu põhjustatud jõudu. Mass - kilogrammides ja kaal – Newtonites.
Jõuks (N) kutsutakse sellist ühe keha mõju teisele, mis kutsub esile kiirenduse. Jõul on nii arvväärtus kui suund, seega on tegu vektoriga. Jõud on vastastikmõju mõõduks ja tema arvväärtus iseloomustab vastasmõju tugevust.
1. Newtoni seadus – keha liigub senikaua kuni teine keha teda ei sega/mõjuta.
2. Newtoni seadus – alguses ei saa vedama, pärast ei saa pidama . Kehale antav kiirendus
on võrdeline kehale mõjuva jõu F (nool peal)ja temale mõjuva massi m jagatisena. a1/a2 = m1/m2
3. Newtoni seadus – vastastikku mõjuvad jõud on võrdsed.
Keha liikumine kaldpinnal tähendab keha liikumist pinnal, mis on sirge ja kaldu(üles või alla). Kaldu liikumise korral tuleb eraldada x- ja y-telje suunalised kiirused. Raskuskiirendus mõjub ainult kiiruse y-telje projektsioonile. X-telje projektsioonile võivad mõjuda muud takistusjõud nagu nt. õhutakistus.
Jõu projektsioon teljele on skalaarne suurus, mis on võrdne jõu vektori algus – ja lõpppunktide projektsioonide vahelise lõigu pikkusega võetuna vastava märgiga. Kui jõud on paralleelne teljega , siis ta nõuab ainult õiget märki. Kui jõud on risti teljega, siis projektsioon on null.
Projektsioon loetakse positiivseks, kui üleminek vektori alguse projektsioonist lõpu projektsioonini toimub telje positiivses suunas, ja negatiivseks kui teljega vastupidises suunas.
17. Jõudude liigid. Raskusjõud. Keha kaal ja kaalutus . Hõõrdejõud. Hõõrdetegur. Elastsujõud. Hooke ’i seadus.
Jõudude liigid:
Raskusjõud (Tähis F) - on gravitatsioonijõud, millega tõmbab Maa enda poole tema lähedal asuvaid kehasid. Raskusjõud on suunatud maa keskpunkti poole.
Fr=mg (N)
(F- Jõud; m- mass; g- gravitatsiooni tegur 10 m/s² ; (r– kehadevaheline kaugus); N – newtonites).
Keha kaal ja kaalutus –
Keha kaal (Tähis P) - jõud, millega ta Maa külgetõmbejõu tõttu rõhub toetuspinda või mõjub kehale, mille küljes ta ripub. Kui keha on paigal või liigub ühtlase kiirusega, on tema kaal võrdne raskusjõuga. Kiirendusega liikudes muutub kaal. Kaal suureneb, kui kiirendus on üles suunatud ja väheneb, kui alla suunatud. P=m(g±a) (N)
Keha kaalutus – tekib siis, kui eemaldada ese, mis keha toetab – keha kukub ja kaal kaob. Niisiis on vabalt langevad kehad kaaluta olekus.
(Kaaluta olek tekib, kuna raskuskiirendus on alla suunatud: P=m(g-a)=m(9.8-9.8)=m∙0=0)
Hõõrdejõud - tekib alati kehade vahetul kokkupuutel ja mõjub piki kokkupuutepinda.
(μ - hõõrdetegur)
Hõõrdejõud on alati suunatud kiiruse vastu (vastassuunaline keha liikumisele), seega hõõrdejõud pidurdab liikumist. Kui kehale mõjub ainult hõõrdejõud, jääb keha lõpuks seisma. Keha seismajäämiseni läbitavat vahemaad kutsutakse pidurdusteeks.
Hõõrdetegur (μ=Fh/N (μ müü) - sõltub mõlema kokkupuutuva pinna karedusest, materjalist, töötlusest ning määratakse eksperimentaalsel teel. μ=Fh/N (N – rõhumisjõud).
Elastsusjõud – jõud, mis tekib keha muutumisel ehk deformeerimisel. Tema suund on vastupidine deformeeritud keha osakeste nihke suunale.
(Nt. Kui seina külge panna vedru, mille teine ots ühendada mänguautoga, seejärel autot seinast eemale tõmmata ning lahti lasta, tõmbab kõigepealt vedru autot tagasi seina poole. Seda tehes surub aga vedru ennast kokku ning lükkab ennast elastsusjõu mõjul uuesti lahti, seejärel tõmbub jälle kokku jne. Auto hakkab edasi-tagasi võnkuma).
Hooke’i seadus – seadus, mille kohaselt on suhteliselt väikeste deformatsioonide korral elastsusjõud võrdne pikenemise ja jäikusteguri korrutise vastandarvuga. Fe=-kΔl (N). Jäikus sõltub keha materjalist ja mõõtmetest.
(k – jäikustegur)
18. Jõu õlg. Jõumoment. Momentide reegel. Tasakaalu tingimused. Tasakaalu püsivus.
Jõu õlg on jõu mõjusirge kaugus pöörlemisteljest. Jõu õlg on alati jõu mõjusirgega risti. Tavaliselt tähistatakse jõu õlga tähega l (väike L). Ühik on meeter (1 m).
(N: kui sa kasutad kivi tõstmiseks kangi, siis kang on jõu õlg. Ilma selleta sa ei jaksaks kivi tõsta. Seega – põhimõtteliselt on jõu õla kaudu võimalik teha rohkem tööd, rakendades vähem jõudu.)
Jõumoment iseloomustab jõu pööravat toimet (vaadeldava jõu mõju keha pöörlemisele). Jõumomendi tähiseks on üldiselt M ja ühikuks njuutonmeeter (1 N*m). Jõumoment leitakse jõu ja jõu õla korrutamise teel (M=F*l).
Momentide reegel ( Varignoni teoreem) ütleb, et jõu moment on võrdne selle jõu osade momentide summaga .
[N: kui Fr (resultatiivjõud) = Fr + Fx + Fy (erinevad jõud), siis M (Fr) = M(Fr) + M(Fx) + M(Fy) ehk kõigi jõudude summa moment on võrdne nende jõudude momentide summaga. Seega, kui meil on vaja leida erinevate jõudude resultatiivjõu moment, siis me võime a)arvutada resultatiivjõu ja selle kaudu jõu momendi või b) arvutada iga erineva jõu momendi ja need kokku liita.]
Tasakaalu tingimused:

• Keha on tasakaalus, kui talle mõjuvad jõud on tasakaalus (N: kui keha paremale otsale mõjub 6N ja vasakule otsale mõjub 6N, siis on keha tasakaalus)
  

*kangi tasakaalu tingimus: kang on tasakaalus, kui talle mõjuvate jõudude momendid on võrdsed

• Mitte pöörlev keha on tasakaalus, kui kehale rakendatud jõudude geomeetriline summa on võrdne nulliga
  
• Pöörlev keha on tasakaalus, kui kehale mõjuva jõu mõjusirge lõikab pöörlemistelge
  
• Keha tasakaalu üldtingimus – keha on tasakaalus, kui sellele rakendatud jõudude resultant ja nende jõudude momentide algebraline summa (st. mitte lihtsalt summa, vaid summa, mis võtab arvesse vektoreid ja nende suundi) pöörlemistelje suhtes võrduvad nulliga.
  

Tasakaal on püsiv (ehk stabiilne) siis, kui keha peale tasakaaluasendist kõrvalekaldumist algasendisse tagasi pöördub (N: kuul nõgusal alusel).
Tasakaal on ebapüsiv (labiilne) siis, kui keha tasakaaluasendist kõrvalekaldumist keha ei naase algasendisse, vaid liigub sellest eemale ning kehale mõjuvate jõudude summa ei ole null. (N: kuul mäe otsas, veereb alla).
Tasakaal on ükskõikne, kui keha kõrvalekaldumise tasakaaluasendist jääb kehale mõjuvate jõudude summa nulliks (N: kuuli laua peal ringi liigutamine).
19. Keha impulss . Impulsi jäävuse seadus. Mehaaniline töö. Töö üldine definitsioon

• IMPULSS – ehk liikumishulgaks nimetatakse keha massi ja kiiruse korrutist. Impulss on vektoriaalne suurus, mille suund ühtib kiirusvektori suunaga. Impulss sõltub keha massist.
  

p = m*v p – impulss – 1 kgm/s
m – keha mass – 1kg
v – kiirus – 1m/s

• IMPLUSI JÄÄVUSE SEADUS – suletud süsteemi koguimpulss on sinna kuuluvate kehade igasugusel vastastikmõjul jääv. Kogu teaduse ajaloo vältel pole avastatud ühtegi nähtust, mis oleks impulsi jävuse seadusega vastuolus . See seadus kehtib nii maailmaruumi hiigelkehade kui ka kõige väiksemate elementaarosakeste puhul.
  

p1 + p2 + ... + p10 = const
m1v1 + m2v2 + ... + mnvn = m1v1 + m2v2 + ... + mnvn
Jõuimpulss on võrdne keha impulsi muuduga. Ft = Dmv

• MEHAANILINE TÖÖ – Mehaanilist tööd tehakse siis, kui kehale mõjub jõud ja selle jõu mõjul keha liigub.
  

• TÖÖ – on võrdeline kehale mõjuva jõu ja selle jõu mõjul läbitud teepikkuse korrutisega.
  

Töö tähis on A, ühik 1J
A = Fs cosa A – mehaaniline töö – 1J
F – jõud – 1N
s – läbitud teepikkus – 1m
(Kui jõud ei mõju liikumise suunas, vaid mingi nurga all, on tema liikumise sihiline komponent Fcosa. Ainult see jõukomponent teeb tööd. Kui liikumine toimub jõuga samasuunaliselt , aitab jõud liikumisele kaasa – positiivne töö. Kui jõud takistab liikumist või mõjub nürinurga all, nimetatakse tööd negatiivseks - hõõrdejõud.)
20. Kineetiline energia. Kineetilise energia teoreem. Raskusjõu töö. Keha potentsiaalne energia. Mehaanilise koguenergia jäävuse seadus. Mehaaniline võimsus.
Kineetiline energia on liikuva keha energia. See võrdub tööga, mis tuleb teha, et panna keha massiga liikuma kiirusega . ( J)
Kineetilise energia teoreem: Kehale rakendatud jõu töö võrdub selle keha kineetilise energia muuduga. (J)
Positiivset tööd tehes kineetiline energia suureneb, negatiivset tööd tehes väheneb. Kineetiline energia ei saa olla negatiivne.
Raskusjõud teeb tööd vertikaalsihis. (J)
Kui keha ei liigu vertikaalsihis (vaid nt. libiseb kaldpinnal), teeb tööd ainult raskusjõu liikumissuunaline komponent, kuid kogu töö on siiski sama, sest läbitakse pikem tee:
Potentsiaalne energia on keha võime teha tööd. Potentsiaalset energiat omav keha võib, aga ei pruugi tingimata tööd teha. Potentsiaalne energia on tingitud kehade vastastikmõjust ning on võrdne tööga, mida tuleb teha keha asendi muutmiseks.
Raskusjõu korral . Kuna potents . energia oleneb keha algasendist mingi taustkeha suhtes, tuleb määrata algasend, kui seda pole tehtud. Tavaliselt loetakse energia nullnivooks keha potents. energiat maapinnal. Keha potents. energia võib olla ka negatiivne, kui keha asub valitud nullnivoost madalamal.
Potentsiaalne energia on näiteks maapinnast kõrgemale tõstetud kehadel ja deformeeritud kehadel.
Keha kineetilise ja potentsiaalse energia summat nimetatakse keha mehaaniliseks koguenergiaks.
Energia ei saa tekkida, ega kaduda. Ta võib muunduda ühest liigist teise või kanduda ühelt kehalt teisele. Suletud süsteemi kehade mehaaniline koguenergia ei muutu, vaid jääb konstantseks. Kui tahetakse rõhutada, et tegemist on just mehaanilise nähtusega, siis nimetatakse seda nähtust mehaanilise koguenergia jäävuse seaduseks.
Kui süsteem pole suletud, võib mehaaniline energia muunduda teisteks energialiikideks, näiteks hõõrdumise korral keha siseenergiaks (soojuseks), seega pole mehaaniline koguenergia sel juhul jääv, sest kineetiline energia väheneb, aga potents. energia ei suurene. Kuid jääv on siiski koguenergia, mitte mehaaniline koguenergia.
Mehaaniline võimsus iseloomustab töö tegemise kiirust. Mehaaniline võimsus on suurus, mis võrdub töö ja selleks kuluva ajavahemiku suhtega. (W)
NB! Võimsust ja rõhumisjõudu tähistatakse mõlemat N-ga, neid ei tohi segi ajada!
Kuna tööd tehakse ainult keha liikumisel, peavad võimsus ja liikumiskiirus omavahel seotud olema. Asendades töö võimsuse valemis jõu ja pikkuse korrutisega, saame uue valemi: . Selle seosega on võimalik keskmist kiirust kasutades leida keskmist võimsust ning hetkkiirust kasutades hetkvõimsust.
21. Mikro - ja makrokäsitlus. Ainehulk . Mool. Avogadro arv. Molekulmass . Molaarmass. Aineosakeste kont.
Makroskoopiline ehk makrokäsitlus on viis iseloomustada gaasi kogust tervikuna . Seda tehakse kasutades füüsikalisi suurusi, mida nim makroparameetriteks(samuti olekuparameetrid ), milleks on mass(m), rõhk(p), ruumala(V) ja temp (T-kelvinites).
Selleks, et määrata gaasikoguse olekut on vaja makroparameetritest p, V ja T.
PVT konkreetsete väärtuste kogum ongi gaasikoguse olekuks. Massi(m) tavaliselt ei kasutata, sest gaasi olek ei sõltu sellest, kas gaasi on 1kg või 100 kg.
Ühe olekuparameetri muutumisel muutub ka teine ja tänu sellele muutub ka olek.
Kui suurendatakse rõhku(ehk surutakse gaas kokku), muutub gaasi ruumala ning muutub temp.
Makroparameetreid on lõpmatult, näiteks tihedus ja jõud, mis rakendatakse gaasi poolt seintele .
Mikroskoopiline ehk mikrokäsitlus on viis iseloomustada ainet molekulaarsena ehk lähtutakse molekulaarsest ehitusest. Füüsikalisi suurusi, mida kasutatakse mikrokäsitluses nimetatakse mikroparameetriteks. Tänapäeval kasutatavad mikroparameetrid on molekuli mass(mo) ja kiirus (v kriips peal)- kuna molekule on ühes ruumalaühikus palju, kasutatakse keskmist kiirust, mis saadakse, kui jagatakse kõikide molekulide kiirus molekulide arvuga. Kolmandaks on kontsentratsioon(n), mis näitab mitu molekuli on ühes ruumalaühikus.
Kuigi tegemist on kahe erineva käsitlusega, kasutatakse gaasikoguse kirjeldamisel mõlemaid parameetreid. Mikro-ja makrokäsitlus moodustavad terviku.
Ainehulk(nüü)- näitab moolide arvu ( N/NA , m/M)
Mool(n)- on ainehulk, mis sisaldab avogadro arv osakesi (n= N/NA , m/M)
Molekulmass(mo)-on ühe molekuli mass kg- ides (mo= M/NA)
Molaarmass(M)- on ühe mooli aine mass grammides(g)
Kontsentratsioon(n)- näitab molekulide arvu ruumalaühiku kohta (n=N/V)
Avogadro arv- 6,022 X 10 astmel 23
Järgnev on lisainformatsioon(piletis pole seda otseselt küsitud)
Olekuvõrrand( Mendelejev - Clapeyroni võrrand)
pV = m/M * R*T
P- rõhk (1Pa)
V-ruumala (1 m3)
m/M on võrdne V(nüüga)- ainehulk (1 mol)
R-universaalne gaasikonstant- 8.31 J/mol K
T- temp kelvinites T= t+273 (1K)
Molekulaarkineetilise teooria võrrand
P= 1/3 n*m0*v2
v2 on antud juhul kiiruste ruutude keskmine, mis saadakse võttes kiirused ruutu ning jagades kiiruste arvuga.
Vrk on ruutkeskmine kiirus- juurid v2 ja saadki ruutkeskmise kiiruse.

22. Molekulaarkineetilise teooria põhilaused ja nende tõestamine (difusioon, Browni liikumine).

Molekulaarkineetilise teooria põhilaused ja nende tõestamine ( difusioon , Browni liikumine).
Molekulaarkineetiline teooria uurib aine ehitust ja omadusi, lähtudes kujutlusest, et kõik kehad koosnevad aatomitest ja molekulidest.
Molekulaarkineetilise teooria aluseks on kolm põhiväidet:
* Aine koosneb osakestest;
* Osakesed on lakkamatus kaootilises liikumises;
* Osakesed mõjutavad üksteist.
Molekulaar kineetilise teooria seisukohast võttes on gaas kõikidest agregaatolekutest kõige kergemini uuritav. Antud gaasi kogus võib täita mistahes ruumala, gaas on kergesti kokkusurutav , lihtne on mõtta rõhku, gaasi temperatuuri jne.
Difusioon- nähtus, mille sisuks on erinevate ainete segunemine soojusliikumise tagajärjel.
Mida hõredam on gaas, seda harvemad on molekulide kokkupõrked, ja seda kiirem on ka difusioon. Difusiooni kiirus ongi võrdeline keskmise teepikkusega, mille molekul kahe põrke vahel läbib. Peale selle sõltub difusiooni kiirus ka temperatuurist. Mida kõrgem on temperatuur, seda suurem on difusiooni kiirus. Temperatuuri tõustes suureneb küll molekulide omavaheliste põrgete arv ajaühikus, kuid molekuli keskmine teepikkus kahe põrke vahel temperatuurist oluliselt ei sõltu. Ühesuguse temperatuuri ja molekulide kontsentratsiooni juures segunevad kiiremini need gaasid, mille molekulmass on väiksem. Temperatuur on määratud molekulide keskmise kineetilise energiaga. Seepärast peab väiksema massiga molekulidel samal temperatuuril olema suurem kiirus. Molekulide suurema kiiruse korral on ka difusioon kiirem.
Browni liikumine on nähtus, mis kujutab endast vedelikus või gaasis hõljuvate mikroskoopiliste osakeste korrapäratut liikumist. Browni liikumine toimub kuna kaootiliselt liikuvad vedeliku või gaasi molekulid põrkavad kokku tahkete osakestega ning muudavad selle kiirust ja suunda. Osake saab molekulidelt erinevas suunas erineva arvu lööke, seetõttu muutub temale üleantav impulss pidevalt. Mida väiksemad on osakese mass ja mõõtmed, seda märgatavam on liikumine. Browni liikumist on võimalik põhjendada ainult molekulaarkineetilise teooria põhjal.

23. Temperatuur. Absoluutse temperatuuri skaala ja selle seos Celsiuse skaalaga. Ideaalse gaasi olekuvõrrand.

Temperatuur– suurus, mis iseloomustab keha soojuslikku seisundit. Temperatuur on
keha molekulide liikumise keskmise kineetilise energia mõõt.
Kõnekeeles räägime, et soojendame mingit keha, kuid füüsikaliselt tähendab see, et suurendame keha siseenergiat. Seda saab teha näiteks viies keha kontakti kuumema kehaga või ka kiirguslikul teel.
Kuumemalt kehalt (sealt, kus molekulid liiguvad kiiremini) läheb soojus jahedamale kehale (sinna, kus molekulid liiguvad madalama kiirusega).
Nn. soojust väljendab füüsikaline suurus SOOJUSHULK , mile tähis on Q ja ühikuteks džaulid (J).
Soojushulk - siseenergia, mille keha soojusvahetusel saab või annab ära.
Siseenergia (U) - ideaalse gaasi puhul nimetatakse siseenergiaks kõigi molekulide
summaarset kaootilise liikumise kineetilist energiat.
Molekulide kineetilist energiat otseselt mõõta ei saa, küll aga saab seda ligikaudselt määrata temperatuuri abil. Üheks levinumaks võtteks temperatuuri mõõtmisel on ainete soojuspaisumise kasutamine.
Temperatuuri langedes väheneb molekulide kineetiline energia. Lõpuks saabub selline olukord, mil kõikide molekulide kineetiline energia võrdub nulliga. Sel juhul ei liigu molekulid enam üldse ega avalda anuma seintele rõhku.
Inglise teadlane W. Thomson tegi 1848. aastal ettepaneku temperatuur -273,15°C nimetada absoluutseks nulltemperatuuriks.
Absoluutne nulltemperatuur -273,15°C sellest temperatuurist madalamat olla ei saa, sest kui molekulide kineetiline energia on null, siis seda enam vähendada ei saa.
PS! Tegelikkuses pole võimalik saavutada ka ka absoluutset nulltemperatuuri, madalaim tänapäeval saavutatud temperatuur on umbes miljondik kraadi üle absoluutse nulli.
Kelvini skaala- temperatuuriskaala , kus nullpunktiks on absoluutne nulltemperatuur ja kraadi väärtus on sama, mis Celsiuse skaalal.
Temperatuuri tähis Kelvini skaalal- T (mõõdetakse kelvinites)
Temperatuuri tähis Celsiuse järgi- t (mõõdetakse kraadides)
T = t + 273,15 t = T – 273,15
Ideaalse gaasi olekuvõrrand (Clapeyroni- Mendelejevi võrrand)

24. Isoprotsessid

Ideaalse gaasiga toimuva igasuguse protsessi puhul on olekuparameetrite p, V, T omavaheline seos määratud ideaalse gaasi olekuvõrrandiga.
Kui mingis protsessis on kolmest olekuparameetrist üks muutumatu, siis on tegemist isoprotsessiga.

• Isobaariline - rõhk jääb muutumatuks.
  
• Isohooriline- ruumala on jääv
  
• Isotermiline- protsessis püsib muutumatuna temperatuur.
  

Ideaalse gaasi olekuvõrrand kehtib muidugi ka isoprotsesside korral. Isoprotsesse kirjeldavad võrrandid saab tuletada ideaalse gaasi olekuvõrrandist, võttes ühe muutuja konstantseks. m/M ja R on konstantsed ja tehte m/M *R võib asendada C-ga:
C=m/M*R
p*V = C
Isotermiline
Kui temperatuur on jääv, siis gaasi ruumala ja rõhu korrutis on kõikides olekutes ühesugune:
p * V = const
erinevatele jäävatele temperatuuridele vastavad erinevad isotermid . Temperatuuri tõusmisel rõhk suureneb (kui V= const). Seetõttu asub kõrgemale temperatuurile vastav isoterm madalamale temperatuurile vastavast isotermist ülalpool.
Isobaariline
Kui rõhk on jääv, on gaasi ruumala ning temperatuuri suhe gaasi igas olekus ühe ja sama väärtusega:
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.
20