Kordamisküsimuste vastused 1. Soojusmahtuvus soojushulk, mille peame kehale andma, et tõsta selle temperatuuri 1 kraadi võrra ühik ... J/K erisoojus massiühiku aine soojusmahtuvus ühik ... J/(kg*K) erisoojus cp keha soojusmahtuvus jääval rõhul gaasi soojendamisel hoitakse rõhk const. J/ (kg*K) erisoojus cv keha soojusmahtuvus jääval ruumalal gaasi soojendamisel ei lasta sel paisuda J/ (kg*K) moolsoojus Cp ühe kilomooli aine soojusmahtuvus jääval rõhul gaasi soojendamisel hoitakse rõhk const. J/(kmol*K) moolsoojus Cv ühe kilomooli aine soojusmahtuvus jääval ruumalal gaasi soojendamisel ei lasta sel paisuda. J/(kmol*K) 2.Vabadusastmete arv sõltumatute suuruste arv, mille abil on võimalik määrata süsteemi olekut 3.Molekuli ühele vabadusastmele vastab keskmine energia kT/2 J (k- universaalne gaasikonstant, T temperatuur) 4
11. Molaarmass on aine ühe mooli mass a) kilogrammides b) grammides c) aatommassiühikutes 12. Leia 3 mooli alumiiniumi mass 13. Mitu mooli on 3,01x1024 hapniku molekuli? 14. Mitu vee molekuli on 0,1 moolis vees ? 15. Mitu vee molekuli on 15 millimoolis vees? 16. Mitu mooli on 4 kilogrammi CaCO3 ? 17. Mitu raua aatomit on 8 moolis rauas? 18. Mitu mooli on 1,2 04 x 1022 vase aatomit? 19. Kui palju kaalub 0,01 kilomooli hapnikku (O2)? 20. Mitu vee molekuli on 10 moolis vees? 21. Mitu vee molekuli on 0,1 moolis vees ? 22. Mitu mooli on 100 grammi CO2 ? 23. Mitu raua aatomit on 100 moolis rauas? 24. Mitu mooli on 12, 04 x 1022 süsihappegaasi molekuli? 25 . Kui palju kaalub 0,01 kilomooli lämmastikku (N2)?
11. Erisoojus cp keha soojusmahtuvus jääval rõhul gaasi soojendamisel hoitakse rõhk const. J/ (kg*K) Erisoojus cv keha soojusmahtuvus jääval ruumalal gaasi soojendamisel ei lasta sel paisuda J/(kg*K) Aine moolsoojus on ühe mooli selle aine soojusmahtuvus. Gaasi moolsoojus isobaarilisel protsessil Cp on suurem moolsoojusest isokoorilisel protsessil CV , sest isobaarilise protsessi käigus tuleb gaasi paisumisel teha tööd. Moolsoojus Cp ühe kilomooli aine soojusmahtuvus jääval rõhul gaasi soojendamisel hoitakse rõhk const. J/(kmol*K) Moolsoojus Cv ühe kilomooli aine soojusmahtuvus jääval ruumalal gaasi soojendamisel ei lasta sel paisuda. J/(kmol*K)
Molekulide vahel on vastastikmõju Tõestus: Kehade olemasolu ja võimatus neid lõputult kokku suruda KUI SUUR ON VEE MOLEKULI MASS? ·Vee keemiline valem on H2O · Vee molekulmass on 18 süsinikuühikut · 1u(süsinikuühiku) mass on 1,6 · 1027 kg · Vee molekuli mass on seega ·18 · 1,6 · 1027 = 2,88 · 1026 kg KUI SUUR ON VEE MOLEKULI LÄBIMÕÕT? Kasutame kaudset määramist 1 kilomool vett RUUMALA KAUDU KUI SUUR ON VEE MOLEKULI LÄBIMÕÕT? · Ühe kilomooli vee mass M on 18 kg · Ühe kilomooli vee ruumala on arvutatav valemist = M/V => V = M/, kus on vee tihedus ( = 1000 kg/ m3 ) · Ühe kilomooli vee ruumala V on V = 18:1000 => V = 18 · 103 m3 · Ühes kilomoolis on 6,02 · 1026 molekuli (Avogadro arv) · 18 · 103 m3 :6,02 · 1026 = 3 · 1029 m3 on ühe molekuli ruumala · Molekuli läbimõõt on suurusjärgus 1010 m BROWNI LIIKUMINE BROWNI LIIKUMINE BROWNI LIIKUMINE MOLEKULAARJÕUD
termodünaamilistes arvutustes. Üle-ja alarõhk ei ole püsivad suurused, olenedes atmosfääri rõhust. Temperatuur iseloomustab keha kuumenemise astet ja määrab kehadevahelise soojusvoo suuna (alati kõrgema temperatuuriga kehalt madalama temperatuuriga kehale). Molekulaar-kineetilise teooria kohaselt on süsteemi temperatuur otseses lineaarses sõltuvuses osakeste soojusliikumise keskmise kineetilise energiaga. Reaalgaaside puhul on seda energiat arvestada võimatu. Üksnes 1 kilomooli ideaalgaasi puhul on kineetiline energia määratletud temperatuuri kaudu: E = 3/2 RT, kus R universaalne gaasikonstant, 8,31 103 J/kmol K, T temperatuur, K Praktikas on levinumaks temperatuuriskaalaks r a h v u s v a h e l i n e s a j a k r a a d i n e ehk C e l s i u s e s k a a l a (t C). Celsiuse skaalal on nulltemperatuuriks jää 0 sulamistemperatuur rõhul 760 mmHg, 100 C-le vastab aga vee keemistemperatuur samal
xxxxxxx Füüsika 1 Kodutöö ülesanded Õppeaines: Füüsika 1 Trantsporditeaduskond Õpperühm: xxxxx Juhendaja : Peeter Otsnik Tallinn 2014 Füüsika 1 Ül. 1 Antud x = 10 – 2t + t3 t=2s r=4m Leida a(kogu) = ? Lahendus: a(n) = v2 / r v = x(t)’ v(x) = (10 – 2t + t3)’ = -2 + 3t2 v(t=2)= 1-2 + 2*22 = 10 m/s a(n) = 102 / 4 = 25 m/s2 a(t) = (v)’ a(t)= (-2 + 3t2)’ = 6t a(t=2) = 6*2 = 12 m/s2 a(kogu)2 = a(n)2 + a(t)2 = 252 + 122 = 769 a(kogu) = 27,7 m/s2 Vastus. Kogukiirendus ajamomendil t = 2 s on 27,7 m/s2. Ül. 2 Antud y0 = 2 m x0 = 7 m Leida v(alg) = ? v(lõp) = ? Lahendus: Leiame aja t Vaatleme vertikaalliikumist v0 = 0 m/s v(lõp) = ... y0 = 2 m g = a = 9.8 m/s2 y0 = v0t + at2/2 gt2/2 = 2 t2 = 4 / 9,8 t = 0,64 s v = v0 + at v(vert) = 0 + 9,8 * 0,64 = 6,2 m/s Vaateleme horisontaalliikumist v = s/t v(hori) = 7m / 0,64s = 10,9m/s v(lõp)2 = v(vert)2 ...
-lainepikkus A-töö keskkonnas) tihedus s- tee pikkus E-elestsusmoodul Lainete -kilomooli mass Heli akustiline N=I*S I-heli intensiivsus levimise võimsus kiirus X-moolsioojuse suhe S=4R2 S-Sfääri pindala (gaasilises T-temperatuur 0K Kaja L=1/2 vt keskkonnas) R-universaalne gaasi konst.
Siit leiame gaasi ruumala normaalsel rõhul: P1 ⋅ V1 3 Vnorm := = 3 × 10 L Pnorm Leiame massi: mass := ρ⋅ Vnorm = 4.26 kg Vastus: hapniku mass on 4,26 kg Ülesanne 9. Kui suur on gaasi mass, mis on suletud ballooni mahuga 6 liitrit. Gaasi rõhk balloonis on 0.94 MPa ja temperatuur 27 ºC ning gaasi kilomooli mass on 44kg/kmol. gm P := 0.94MPa T := ( 27 + 273.15)K M := 44 V := 6L mol Lisame andmetele molaarse gaasi konstandi: joule R := 8.314472⋅ mole⋅ K
n2 polütroopi näitaja paisumisel t tegelik täitetegur i indikaator kasutegur e efektiivne kasutegur m mehaaniline kasutegur surveaste eelpaisumis aste järelpaisumis aste z soojus kasutamise tegur s ülelaadimirõhu tihedus, (kg/m3) g jääkgaaside tegur rõhutõuse aste liigõhu tegur o teoreetiline molekulaarse muutuse tegur z tegelik molekulaarse muutuse tegur suhteline õhuniiskus (%) d õhuniiskus, (%) o 1 kilomooli õhumass a läbipuhe tegur Lo teoreetiline põlemiseks vajalik õhuhulk, (kmol/kg) Lo' teoreetiline põlemiseks vajalik õhuhulk, (kg) Vs silindri tööruumala, (m3) D silindri läbimõõt, (m) S kolvi käik, (m) R gaasikonstant, (287 J/kg·K) Gõ õhulaengu mass, (kg) Qa kütuse alumine kütteväärtus, (kJ/kg) Bh kütuse tunnikulu (kg/h) bts kütuse kulu töötsükli jooksul, (kg/tsükel) be efektiivne kütuse kulu, (kg/kW·h)
suletud süsteem püüab üle minna korrastatud olekust korrastamata olekusse; protsess, mille ainsaks tulemuseks on soojuse muundumine tööks, ei ole võimalik. Ülesanded: 1. Kolmetoalise korteri õhus on 3,6 10 27 molekuli. Mitu mooli see on? 2. Hõbesõrmuse ainehulk on 0,06 mooli. Mitu aatomit on sõrmuses. 3. Arvuta looduses esinevate saasteainete CO, SO2, NO3 ja PbSO4 molaarmassid. 4. Vannis on 5 kilomooli vett. Leia vee molaarmass ja arvuta vannis oleva vee ruumala. 5. Arvuta veemolekuli ruumala ja hinda mõõtmeid. Ühes kuupsentimeetris vees on 3,3 10 22 molekuli. 6. Kiirkeedupoti ventiil avaneb, kui rõhk potis on 2 10 5 Pa. Arvuta ventiili pindala, kui klapi kaal on 0,8 N. 7. Gaasiballoonis on rõhk 12 MPa. Kui suure jõuga mõjub gaas ballooni seinale, mille pindala on 0,8 m2. 8. Arvuta õpilaste keskmine kontsentratsioon klassis füüsikatunni ajal. 9
vesiniku aatom-mass 1,008. Nagu järeldub def.-st, on aatom- ja molekulmassid di-mensioonita suurused. Sellist elem. hulka, mille kg-des avaldatud mass on arvuliselt võrdne tema aatommassiga, nim. kg-aatommass Niisugust aine hulka, mille mass kg-des on arvuliselt võrdne mole-kulmassiga nim. kg-molekuliks ehk kilmooliks. Kilogramm-molekuli mass µ on arvuliselt võrdne molekulmassiga M, seepärast nim. suurust µ ka molekulmassiks. Tuleb pidada silmas, et M on dimen-sioonita suurus, kilomooli mass aga mõõtub kg/kmol-des. Et kg- molekulide massid suhtuvad nagu vastavad molekulmassid, siis sisaldab iga aine kilomool ühepalju molekule: N A=µ/Mmu, mis arvuliselt võrdub 1/mu. NA-d nim. Avogadroarvuks ja on leitud, et selle väärtus on: NA=6,023*10 261/kmol. MÕÕTMED: on loomulik oletada, et vedelikus paiknevad molekulid küllalt tihedalt üksteise vastas. Seepärast võime määrata ühe
(J). Soojushulga ühikuna veel seni tarvitatav kalor (cal) on dzauliga seotud järgnevalt: 1cal =4,17 J. Termodünaamilise süsteemi soojusmahtuvus on füüsikaline suurus, mis näitab, milline soojushulk muudab süsteemi temperatuuri 1 K võrra: Q Q C= = . (5.12) T dT Ühikulise massi ja ühe kilomooli soojusmahtuvusi nimetatakse vastavalt erisoojuseks c ja kilomoolsoojuseks Cm : C c= , (5.13) M C Q Cm = = M M T . (5.14)
o. niisugust perioodiliselt töötavat mootorit, mis muudaks mingist reservuaarist võetava soojuse täielikult tööks. 39. Ideaalse gaasi entroopia. Valem Gaaside segunemisel entroopia kasvab. Entroopia juurdekasv on ühesugune igasuguse gaaside paari puhul(esimesest valemist) ΔS=2Rln2 kasutatakse, kui on kaks erinevat gaasi Slõpp=2(CplnT-Rlnp+S’km0) kasutatakse, kui komponendid on ühesugused, 2 tuleb sellest, et nüüd on gaasi hulk 2 kilomooli 40. Entroopia statistiline tõlgendus . S=k lnW, k-Boltzmanni konstant, W-süsteemi oleku termodünaamiline tõenäosus, mille all mõistetakse antud oleku võimalike realiseerumisviiside arvu. Pööramatu on iga niisugune protsess, mille puhul temaga astupidise protsessi tõenäosus on äärmiselt väike. 41. Van der Waals võrrand. (v-b)(p-a/vruut)=zRT. Isotermid, joonis. Kui temp tõusta, siis punktid lähenevad teineteisele, kriitiline temp
vahel mõjuvaid jõude, seega ka elektrivälja omadusi üsnagi oluliselt. Molekulaarfüüsika vaatles aineid (keskkonda) kui punktmasside - molekulide - kogumit. Et molekulidel on elektrilised omadused, tuleb neid omadusi välja arvutamisel arvestada. Eeldame, et ained on elektriliselt neutraalsed, kuid elektriseeritavad; seega kaasneb iga kehaga varjatud laeng, mille suurus on arvutatav aatomifüüsikast. Ühe kilomooli kohta tuleb keskmiselt laeng eeldusel, et aatomituuma laeng võrdub poolega massiarvust. Elektriväli aines sõltub nüüd eeskätt sellest, kuivõrd need laengud võivad oma asukohta muuta. Kui mingisugused laengukandjad saavad ruumis vabalt liikuda, nimetame neid vabadeks laenguteks; kui mitte, siis seotud laenguteks. Vastavalt laengute liikuvusele jagunevad ained: Juhid laengud liiguvad vabalt metallides ja elektrolüütides;
Süsteemi siseenergia on üheselt määratud süsteemi olekuga. Edaspidi esitatus omab esmatähtsust mitte see, kui suur antud olekus on süsteemi siseenergia, vaid see, kuivõrd ühes või teises protsessis siseenergia muutub. Niisiis, põhiküsimuseks saab energiamuudu U määramine. Eespool toodud valem (7a) annab molekuli keskmise kinee-tilise energia. Et vastavalt definitsioonile ideaalse gaasi mole-kulidel vastasmõju potentsiaalne energia on null, siis ühe kilomooli gaasi siseenergia võib kirja panna kui 1 1 Uk m = ikT N= i RT . (18) 2 2 Gaasihulgale massiga m vastab siseenergia i m i U= RT = RT . (19) 2 µ 2 Töö ja soojus Üks keha võib teisele energiat üle anda kahel viisil - kas töö või soojuse kaudu. Töö on ühelt kehalt (süsteemilt) teisele makroskoopiliselt kanduv energia. Töö tegemine
] Isobaariline protsess jääval rõhul toimuv protsess. Gaasi ruumala muutub jääval rõhul temperatuuri muutudes lineaarselt V = V0 (1 + t ) ( p = const ) . Sirget , mis kujutab isobaarilist protsessi diagrammil nimetatakse isobaariks. p V t° 3.1.7. Ideaalse gaasi soojusmahtuvus: Termodünaamika I printsiibi kohaselt, kui gaasi hul on 1 kilommooli siis kehtib dQ=dUkm+pdVkm. Ühe kilomooli gaasi siseenergia temperatuuril T , Ukm=i/2 RT ning kui gaasi ruumala V=const siis mehhaaniliselt tööd ei tehta ja kogu gaasile antud soojus kulub siseenergia muuduks. Suurust (dQ/dt)v =dUkm/dT=i/2 R =Cv nimetatakse gaasi isohoorseks soojusmahtuvuseks, mis on võrdne ühe kilomool gaasi temperatuuri tõstmiseks ühiku võrra vajaliku soojushulgaga jääval ruumalal. 3.1.8. Ideaalse gaasi adiabaadi võrrand: T V - 1 = const.
naised religioossetel kaalutlustel sunnitud liikuma üleni kaetuna. Seetottu, vaatamata paiksepaiste ulikullusele, esineb nendes riikides ka noortel naistel UV-kiirguse puudusest tingitud osteoporoosi. Viimane omakorda pohjustab mitteislamimaades suhteliselt harva esinevaid sunnitustraumasid / vaagnaluu murde. Ideaalnse gaasi oleku võrrand e. Mendelejev-Clapeyroni võrrand seob tiheduse , temperatuuri ja rõhu pV=m/µ *RT µ gaasi mooli või kilomooli mass . m/µ - on nö moolide arv ideaalses gaasis. T on temperatuur Kelvini skaala järgi . R- universaalne gaasikonstant , R= 8.314 J / mol*K Tegelikkuses on gaasid reaalsed mitte ideaalsed .Nende molekulid omavad mõõtmeid. Gaasid on ideaalsed juhul kui üks kahest tingimusest on täidetud: 1) Gaaside temperatuur on kõrgem kriitilisest temperatuurist ja kondendseerumine on võimatu seetõttu 2) Gaas on hõre , tema rõhk on väiksem nn küllastava auru rõhust
mille elektrilised omadused mõjutavad laengute vahel mõjuvaid jõude, seega ka elektrivälja omadusi üsnagi oluliselt. Molekulaarfüüsika vaatles aineid (keskkonda) kui punktmasside - molekulide - kogumit. Et molekulidel on elektrilised omadused, tuleb neid omadusi välja arvutamisel arvestada. Eeldame, et ained on elektriliselt neutraalsed, kuid elektriseeritavad; seega kaasneb iga kehaga varjatud laeng, mille suurus on arvutatav aatomifüüsikast. Ühe kilomooli kohta tuleb keskmiselt laeng Kõik ained sisaldavad laetud osakesi 60 eeldusel, et aatomituuma laeng võrdub poolega massiarvust. Elektriväli aines sõltub nüüd eeskätt sellest, kuivõrd need laengud võivad oma asukohta muuta. Kui mingisugused laengukandjad saavad ruumis vabalt liikuda, nimetame neid vabadeks laenguteks; kui mitte, siis seotud laenguteks.
annaabi.ee 
