Tallinna Tehnikaülikool Mehhatroonikainstituut Jüri Kirs, Kalju Kenk Kodutöö D-3 Kineetilise energia teoreem Tallinn 2009 Kodutöö D-3 Kineetilise energia teoreem Leida mehaanikalise süsteemi mingi keha kiirus ja kiirendus, või mingi ploki nurkkiirus ja nurk- kiirendus vaadeldaval ajahetkel, kasutades kineetilise energia muutumise teoreemi. Mõningates variantides tuleb leida ainult mingi keha kiiruse. See, millise suuruse tuleb variandis leida, on täpsustatud iga variandi juures. Kõik süsteemid on alghetkel paigal. Kõik vajalikud arvulised andmed on toodud vastava variandi juures. Kõik rattad veerevad ilma libisemata. Kõik kehad on absoluutselt jäigad, niidid on venimatud ning kaalutud. Niidid plokkide suhtes kunagi ei libise. Kõik rattad ja plokid on ühtlased ümmargused
Ko*g 4),t2qt N 45824 ANI", L;Ju, v,(r) = ,? fnn=40 K& a(r)-.t Yh{- 2. t(g }trr: 2.t4g I,,= 0r44n l:0145h (: o,4d r!' U= 0rl 5* otr Fvx,gnrurwrvAfts (orrio^.1 [,*].t'.. &^rya f-" t.,.' T:T" ' = IV AlrItt) dd$'- .f''''nJ" ->-To=o #-r^ 041-^^fl ["*-*]' %aw ]"9-']- ]-%" ^***"4 .t l...
Relatiivsusteooria kõige tähtsam praktiline järeldus on: Massi ja energia samaväärsusseose põhimõte E= m x C2 Paigaloleva keha korral esineb samaväärsusseoses seisumass m indeksiga null (m0) ning vastavat energiat nimetatakse seisuenergiaks. Seisuenergia on energia, mis on kehal üksnes oma olemasolu tõttu. E ... = 50kg x (3 x 10 8 m/s) ruudus = kwh = 1000W x 3600m = 150 x 10 astmes16 J = 3 600 000 = 42 x 10 astmes10 kw x h Liikuva keha energia on seisuenergiast kineetilise enrgia võrra suurem. Samaväärsusseose alusel on võimalik mingi osa seisumassist energiana ,,välja võtta" või siis muundada ainet väljaks ja vastupidi. Erirelatiivsusteooria formuleeris Albert Einstein aastal 1905 ja üldrelatiivsusteooria aastal 1916. Relatiivsusteoorias väljendub põhiideed arusaam, et olemas ainult see, mille mõju on kohale jõudnud.
peatamiseks. dv mv 2 Ek = A = Fres ds = ma ds = m dt vdt = mv dv = 2 . Valemis pole kasutatud vektorimärke, sest keha pidurdamiseks peab resultantjõud olema keha liikumissuunaga paralleelne. Seetõttu võib jõu- ja nihkevektori skalaarkorrutise asendada lihtsalt nende moodulite korrutisega. Kineetilise energia teoreem. Kehale mõjuva resultantjõu töö võrdub keha kineetilise energia muuduga. Tõestus. Olgu keha algkiirus v 0 ja mass m. Mõjugu kehale mingi ajavahemiku t vältel konstantne resultantjõud Fres , mille tulemusel saab keha kiirenduse Fres a= . m Ühtlaselt muutuva liikumise võrranditest saab valemi (1.12) põhjal tuletada aega mittesisaldava valemi
Termodünaamika on soojusnähtuste teooria, mis ei arvesta aine molekulaarset ehitust. Keha siseenergiaks nim tema koostisosakeste kineetilise ja potentsiaalse energia summat. Soojal kehal suurem siseeenergia, sest suurem osakeste vaheline kaugus. Keha siseenergia muutmise viisid: *mehhaniline töö (mootori osa liikum), *soojusülekanne(saunas käimin). Soojusülekande liigid: *soojusjuhtivus (lusikas tees). Termodün II printsiip: soojusülekandel on alati kindel suund, soojemalt külmememale kehale. Entroopia on suurus energia kvaliteedi hindamiseks. Soojusmasinaid võrreldakse nende efektiivsuse abil. n=Akas/Q1 100%.
Termodünaamika soojusnähtuste ajalooline ja väga oluline makrokäsitlus. Soojusmasin masin, mis muundab soojust (ja ka keha siseenergiat) tööks. I printsiip energia jäävuse seadus. II printsiip protsesside iseeneslikul kulgemisel looduses on kindel suund. Siseenergia keha molekulide kineetilise ja potensiaalse eneria summa. Siseeneriat saab muuta 1)talle soojushulka andes(kuumutamine) 2)mehaanilist tööd tehes(hõõrdumine). Q (juurde antav soojushulk) = delta U (siseeneria muut) + A (välisjõudude vastu tehtud töö). Soojusmasinates kasutatakse gaase sest 1) paisuvad paremini 2) tahke ja vedela aine suur rõhk paisumisel võib masinat kahjustada 3)gaasil on soojushulga üleandmine kergem
77. Milliseid telgi nimetatakse Königi telgedeks? Königi telgedeks nimetatakse selliseid koordinaattelgi, mille alguspunkt on alati süsteemi masskeskmes ja mis liiguvad translatoorselt koos kogu süsteemiga. 78. Mis on süsteemi kineetiline moment tsentri suhtes? L0= sum(r x mv) süsteemi kõigi masspunktide jaoks liikumishulga momendid koordinaatide alguse 0 suhtes. Vektoriaalne Süsteemi liikumishulkade peamoment kannabki nimetust kineetiline moment 79. Sõnastada süsteemi kineetilise momendi teoreem. Valem. Mingi liikumatu punkti suhtes võetud süsteemi kineetilise momendi tuletis aja järgi võrdub kõigi süsteemile mõjuvate välisjõudude sama punkti suhtes võetud momentide geomeetrilise summaga. 80. Panna lühidalt kirja kõik järeldused süsteemi kineetilise momendi teoreemist. 81. Panna kirja esimene järeldus süsteemi kineetilise momendi teoreemist sisejõudude kohta. 82
Hooratta konstrueerimisel on enim oluline selle kompaktsus, vastupidavus ning maksimaalne kineetilise energia salvestamine. Komposiitmaterjalide kasutamine hooratastest tagab kiirema pöörlemise ning suurema energia salvestamise. Hooratas on energiatoiteühik, mis salvestab energiat mehaanilisel kujul. Hoorattad salvestavad kineetilist energiat pöörlevas kodaratega rootoris või kettas, mis on valmistatud komposiit-materjalidest. Hoorattaid kasutatakse autodes juba ammu, neid kasutatakse kõikides tänapäeva sisepõlemismootorites energia salvestamiseks ja võimsuse
J.Browni liikumine mikroskoobis jälitav tomuteraste pidev ja kootiline liikumine. Molekulide konsertsioon näitab molekulide arvu ja ruumala ühikus. Ideaalne gaas on mudel, mis küllalt hästi kirjeldab reaalsete hõrede gaaside käitumist. Ideaalse gaasi korral esiteks loetakse molekulide põrkumist anumate seintel absoluutselt elastseteks. Teiseks molekule vaadeldakse punkmassidena. Molekulide mõjuüksteisega ei arvestata. Molekulaari kineetilise põhivõrrand on: Rõhk ideaalses gaasis on võrdeline molekulide kontsurtatsiooniga ja molekulide keskmise kineetilise energiaga. Ruutkeskmise kiiruseks nim. juurt juure kiiruste ruutude alitmeetrilise kiirusest. Temperatuuril on kaks käsitlust ja esiteks temp. on füüsikaline suurus, mis iseloomustab ainet soojuslikkus aine tasakaalus. Teiseks temp. on füüsikaline suurus, mis iseloomustab molekulide keskmist kiirust
summa enne ja pärast põrget on sama Võimsus on füüsikaline suurus, mis näitab töö tegemise kiirust (tähis N, ühik 1W) 1W on niisuguse seadme võimsus, mis teeb 1s jooksul tööd 1J Kineetiliseks energiaks nimetatakse energiat, mida omab keha oma liikumise tõttu (tähis K, ühik 1J) Potentsiaalne energia on energia, mida keha omab oma asendi tõttu teiste kehade suhtes (tähis pii, ühik 1J) Kineetilise energia teoreem Keha poolt tehtud töö on võrdne keha kineetilise energia muuduga Potentsiaalse energia teoreem Keha poolt tehtud töö on võrdne keha potentsiaalse energia muudu vastandväärtusega Mehaanilise koguenergia jäävuse seadus Suletud süsteemi kuuluvate kehade mehaaniline koguenergia on nende kehade igasugusel vastasmõjul jääv Energia jäävuse seadus Energia ei teki ega kao, vaid ainult muundub ühest liigist teise või kandub ühelt kehalt teisele
muutu. Jää sulatamine Keha siseenergia Aineosakeste kineetiline energia Aineosakeste potentsiaalne energia Keha siseenergia Põhjus ja tagajärg Keha siseenergia Kineetiline energia Kõik aineosakesed on pidevas liikumises. Iga liikuv aineosake omab kineetilist energiat. Summeerides kõikide osakeste kineetilise energia, saame kogu kineetilise energia. Potentsiaalne energia Vastastikmõjus olevad osakesed omavad potentsiaalset energiat. Keha siseenergia Siseenergia on keha aineosakeste kineetilise ja potentsiaalse energia kogusummma. Siseenergia suurusest sõltub keha temperatuur. Keha siseenergia muutmise viisid Mehaaniline töö Soojusülekanne Keha siseenergia muutmise viisid
Mida soojusõpetus on inimkonnale andnud · Kõik kehad, mille temperatuur on üle 0 C, kiirgavad soojuskiirgust kõikidel laianepikkustel. · Mida suurem on keha, seda suurem on kiirguse võimsus. · Kiirgava energia jaotus sõltub temperatuurist. · Keha ruumala mõõt on võrdeline temperatuuri mõõduga. · Aine siseenergiaks nimetatakse aineosakeste kineetilise ja potensiaalse energia summat. · Mida kiirmeini liiguvad aineosakesed, seda kõrgem on aine temperatuur. · Temperatuur, mõõdetuna absoluutses temperatuuri skaalas, on võrdeline aineosakeste keskmise kineetilise energiaga. · Keha soojenemisel keha siseenergia suureneb, jahtumisel aga väheneb. · Soojusülekandeks nimetatakse siseenergia kandumist ühelt kehalt teisele. · Soojusülekanne jaotatakse soojusjuhtivuseks, konvektsiooniks ja soojuskiirguseks.
Mis see on? ● Liikuva keha energia ● Kõikidel liikuvatel kehadel on kineetiline energia ● Tingitud liikumisest teiste kehade suhtes Arvutamine Sõltub keha liikumiskiirusest „v” ja massist „m”: võrdub keha massi „m” ja kiiruse ruudu „v^2” poolkorrutisega ● Tähis: Ek ● Ühik: 1J (džaul) ● Valem: Mõõtühik Teades massi ja kiiruse mõõtühikuid, on lihtne tuletada ka kineetilise energia mõõtühikut. Kineetiline energia võib olla vaid positiivne arv või null. Esinemine Kui keha massiga „m” liigub kulgevalt kiirusega „v”, siis on sellel kehal kineetilist energiat. !!! Võib esineda AINULT kineetilise energia muutumist potentsiaalseks energiaks (seisuenergiaks, Ep) ja vastupidi. Ülesanne Lennuk massiga 2t lendab kiirusega 216 km/h. Leia selle kineetiline energia. Ülesanne
Avogadro arv-6,02*1023 NA(1/mol) 4. Millised parameetrid on olekuparameetrid, miks? rõhk, ruumala ja temperatuur, sest kui muudad ühte nendest, siis muutub aine olek 5.Kuidas nim. lihtsamat gaasi mudelit ja milline see mudel on ? Seda nimk. ideaalseks gaasiks. Seal molukulid vaadeldavad punktmassina, põrked anuma seintega absoluutselt elastsed-muutub aainult kiiruse suund, molekulide vahel puuduvad vastasmõjud. 6. Milline on mkt teooria põhivõrrand, rõhu ja keskmise kineetilise energia seos, tähised valemis? p=m0nv2/3 p-rõhk, n-konts, v2-kiiruste ruutude keskmine p=2nK/3 p-rõhk- n-konts, K-kineetiline energia 7.Mida nim. soojuslikuks tasakaaluks? See on olek, kus kõik oleku parameetrid(V, t,p) püsivad kaua muutumatutena. 8. Mida iseloomustab temperatuur, kuidas on saadud Celsiuse temperatuuri skaala? See iseloomustab lihtsalt aine soojendatust. 1 punt sulava jääga olek. 2 punkt keev vesi js vehe jaotatakse 100-ks võrdseks osaks. 9. Mida nim
Töö ühik J Töö valem A = Fs Kasuteguri tähis η Kasuteguri ühik % Kasuliku töö tähis A_k Kasuliku töö ühik J Kasuteguri valem η = A_k/A*100% Võimsuse ühik N Võimsuse ühik W Võimsuse valem töö järgi N = A/t Potensiaalse energia tähis E_p Potensiaalse energia ühik J Potensiaalse energia valem E_p = mgh Kineetilise energia tähis E_k Kineetilise energia ühik J Kineetilise energia valem E_k = (mv^2)/2 Kogu energia tähis E Kogu energia ühik J Kogu energia valem E = E_p + E_k Soojushulga tähis Q Soojushulga ühik J Soojushulga valem Q = cm(t_2-t_1) Erisoojuse tähis c Erisoojuse ühik J/kg°C Lõpptemperatuuri tähis t_2 Algtemperatuuri tähis t_1
Mitteelastne ( plastiline) deformatsioon)- deformatsioon, mis säilib peale deformeeriva jõu lakkamist. Hooke'i seadus- Elastsel deformatsioonil kehas tekkiv elastsusjõud on võrdeline deformatsiooni suurusega ja on suunatu vastupidiselt deformatsiooni suunale. Mehaaniline töö füüsikaline suurus, mis kirjeldab olukorra muutumisel tehtavat pingutust ning võrdub jõu ja jõu mõjul liikunud keha nihkevektori skalaarkorrutisega. Kineetilise energia seos jõu poolt tehtud tööga Keha kineetiline energia suureneb kehale mõjuva jõu poolt tehtud töö võrra. Potentsiaalse energia seos raskusjõu poolt tehtud tööga Keha potentsiaalne energia väheneb kehale mõjuva raskusjõu poolt tehtud töö võrra. Mehaaniline energia - Mehaaniliseks energiaks nimetatakse keha kineetilise ja potentsiaalse energia summat. Mehaanilise energia jäävuse seadus Kui ei toimu keha mehaanilise energia muundumist
L0 = (rc ×Mvc ) + Lrc 271. Milliseid telgi nimetatakse Königi telgedeks? Königi telgedeks nimetatakse selliseid koordinaattelgi, mille alguspunkt on alati süsteemi masskeskmes ja mis liiguvad translatoorselt koos kogu süsteemiga. 272. Mis on süsteemi kineetiline moment tsentri suhtes? Süsteemi kineetiline moment tsentri O suhtes on süsteemi masspunktide liikumishulga momentide vektoriaalne summa ehk liikumishulga peamoment. 273. Sõnastada süsteemi kineetilise momendi teoreem. Valem. Mingi liikumatu punkti suhtes võetud süsteemi kineetilise momendi tuletis aja järgi võrdub kõigi süsteemile mõjuvate välisjõudude sama punkti suhtes võetud momentide geomeetrilise summaga. dLo = M 0 ( Fke ) dt 35 274. Panna lühidalt kirja järeldused süsteemi kineetilise momendi teoreemist. 1
Kolm tuntumat temperatuuriskaalat on: · Celsius · Fahrenheit · Reamur Teaduses on kasutusel absoluutse temperatuuri skaala. Absoluutne null kõige madalam võimalik temperatuur; -273° (-1K kelvin) 2. Keha siseenergia Koosneb aineosakeste kineetilisest ja potentsiaalsest energiast. Kineetiline energia: · Kõik aineosad on pidevas liikumises; · Iga liikuv aineosake omab kineetilist energiat; · Liites kokku osakeste kineetilise energia, saame kogu kineetilise energia. Potentsiaalne energia: · Vastastikmõjus olevad osakesed omavad potentsiaalset energiat. Siseenergia suurusest sõltub keha temperatuur. Keha siseenergia tööd saab muuta mehaanilise töö ja soojusülekandega. Soojushulgaks nimetatakse keha siseenergia hulka, mis kandub ühelt kehalt teisele või vastupidi. Soojushulk on füüsikaline suurus. Selle tähis on Q. Soojushulka mõõdetakse kalorites.
I hapnikku, et W ei saaks oksüdeeruda) *Hõõgniidist juhitakse läbi el.vool, mille tulemusena hakkab see hõõguma ning valgust kiirgama. Temperatuur *Keha ruumala mõõt on võrdeline temperatuuri mõõduga. *Aine siseenergiaks nimetatakse aineosakeste kineetilise ja potentsiaalse energia summat. *Mida kiiremini liiguvad aineosakesed, seda kõrgem on aine temperatuur. *Mida intensiivsem on soojusliikumine, seda soojem on keha. *Temperatuur, mõõdetuna absoluutses temperatuuri skaalas, on võrdeline aineosakeste keskmise kineetilise energiaga. · Soojusnähtused *Keha või kehaosa soojenemisel keha siseenergia suureneb, jahtumisel aga väheneb. · *Soojusülekandeks nimetatakse siseenergia levimist ühelt
m liikuva keha mass, mis on alati suurem kui seisumass. Pannes keha liikuma lisame talle kineetilist energiat ja seetõttu suureneb ka tema mass. Võib öelda, et need suurused on võrdelised. Ekin = kmkin mkin Lisandunud mass ehk kineetiline mass. Ekin Lisandunud kineetiline energia. k - võrdetegur Keha koguenergia koosneb keha seisuenergiast ja liikumisest tulenevast energiast. m = m0 + mkin Mkin = m - m0 = m0( - 1) MILLEGA VÕRDUB VÕRDETEGUR K? Arvutame energia kineetilise massi kaudu: Ekin = m0 ( -1) k Kui kiirused on väikesed, võib kinemaatilise teguri arvutamiseks kasutada ligikaudset valemit: v2 1 + 2c 2 Seda arvestades saame väikeste kiiruste puhul valemi: v2 Ekin m0 2 k 2c Saame väikeste kiiruste jaoks õige või siis klassikalise kineetilise energia valemi, kui võtame: k = c2 See ongi kordaja, mis omistab kineetilisele energiale massi: Ekin = mkin c 2
Valem. Süsteemi (jäiga keha) kineetiline moment liikumatu punkti suhtes on võrdne vektorsummaga masskeskme liikumishulga momendist selle punkti suhtes, kui masskeskmesse koondada kogu süsteemi mass, ja süsteemi kineetilisest momendist pöörlemisel ümber masskeskme kui ümber paigal oleva punkti. 252. Milliseid telgi nimetatakse Königi telgedeks? Peainertstelgi? 253. Mis on süsteemi kineetiline moment tsentri suhtes? 254. Sõnastada süsteemi kineetilise momendi muutumise teoreem. Valem. Süsteemi mingi liikumatu punkti suhtes võetud tuletis aja järgi on võrdne kõigi süsteemile rakendatud välisjõudude momentide geomeetrilise summaga sama punkti suhtes. L0 = M 0 ( Fv ) dt 255. Panna lühidalt kirja järeldused süsteemi kineetilise momendi teoreemist. Vt. 268-273. 256. Panna kirja esimene järeldus süsteemi kineetilise momendi teoreemist sisejõudude kohta. Sisejõududega kineetilist momenti muuta ei saa
Valem. Süsteemi (jäiga keha) kineetiline moment liikumatu punkti suhtes on võrdne vektorsummaga masskeskme liikumishulga momendist selle punkti suhtes, kui masskeskmesse koondada kogu süsteemi mass, ja süsteemi kineetilisest momendist pöörlemisel ümber masskeskme kui ümber paigal oleva punkti. 252. Milliseid telgi nimetatakse Königi telgedeks? Peainertstelgi? 253. Mis on süsteemi kineetiline moment tsentri suhtes? 254. Sõnastada süsteemi kineetilise momendi muutumise teoreem. Valem. Süsteemi mingi liikumatu punkti suhtes võetud tuletis aja järgi on võrdne kõigi süsteemile rakendatud välisjõudude momentide geomeetrilise summaga sama punkti suhtes. L0 = M 0 ( Fv ) dt 255. Panna lühidalt kirja järeldused süsteemi kineetilise momendi teoreemist. Vt. 268-273. 256. Panna kirja esimene järeldus süsteemi kineetilise momendi teoreemist sisejõudude kohta. Sisejõududega kineetilist momenti muuta ei saa
Siseenergia on keha aineteosakeste Ek ja Ep summa. Sõltub aineteosakeste liikumise kiirusest ja nende vastastikusest asendist. Aineosakeste kiirus muutub keha soojenemise või jahtumise tulemusena. Keha siseenergia muutub temp. muutumisel, kuid ka aine oleku muutumisel. Soojus(energia) on keha siseenergia kineetiline komponent. Soojenemine on keha siseenergia kineetilise komponendi suurenemine. Jahtumine on keha siseenergia kineetilise komponendi vähenemine. Soojushulk on keha siseenegia hulk, mis kandub sellelt teistele kehadele või siis teistelt kehadelt antud kehale. 4.2 J = 1 cal = 1g vett soojendatakse 1°C võrra Soojusjuhtivus on siseenergia levimine ühelt aineosakeselt teisele. Soojusülekanne on siseenergia kandumine ühelt kehalt teisele kehale. soojem -> külmem head soojusjuhid - metallid halved soojusjuhid - gaasid, jää, vesi
Makroparameeter-mõõdetavad füüsikalised suurused(rõhk, temp,ruumala). Iseloomustavad ainet väliselt.Gaasi rõhk-tekib osakeste põrkeid Vastu keha.Molaarmass näitab ühemooli aine massi.Konsentratsioon-näitab osakeste arvu ruumala ühikus.Kelvini tempskaala-ehk absoluutse tempt skaala. Ideaalne gaas-on väga hõre gaas.Mikroparameetrid-iseloom ainet seesmiselt, ei Ole otseselt mõõdetavad(molekulmass, molekulikiirus, konsentratsioon). Gaasi rõhk on võrdeline molekulide keskmise kineetilise energiaga.Avogadro arv-osakeste arv ühes moolis aines.Temperatuur iseloomustab süsteemi või keha soojuslikku olekut. Celsiuse poolt leiutatud skaalaga termomeetril oli vee keemispunkt võetud 0 kraadiks ja jää sulamispunkt oli -100 kraadi. Molekulaarfüüsika põhivõrrand Gaasi rõhu sõltuvusest mikroparameetritest. Absoluuutne temperatuur ja tema seos keskmise kineetilise energiaga. Molekulide kiirused molekulide jaotus kiiruste järgi
Ideaalse gaas, olekuvõrrand, olekufunktsioonid p, T, V, U (siseenergia). kineetilise teooria alused rõhu, temperatuuri ja siseenergia avaldised osakeste liikumisolekute kaudu. 1) Ideaalne gaas on reaalse gaasi lihtsaim mudel, kus lihtsuse mõttes oletatakse, et : Molekulidel on lõpmata väikeste elastsete kerakeste omadused. Molekulide liikumine on kulgliikumine. Ideaalne gaas on lõpmatult kokkusurutav. Molekulide vastasmõju seisneb ainult nende omavahelistes elastsetes põrgetes . Ideaalset gaasi pole võimalik veeldada . Reaalsed gaasid käituvad ideaalsetena suurtel
· c - erisoojus, ( kg K ) · t1 algtemperatuur · t2 lõpptemperatuur J · L - aurustumissoojus, ( kg ) · T - temperatuur, (K) J · - sulamissoojus, ( kg ) Temperatuur · Keha ruumala muut on võrdeline temperatuuri muuduga. · Aine siseenergiaks nimetatakse aineosakeste kineetilise ja potentsiaalse energia summat · Mida kiiremini liiguvad aineosakesed, seda kõrgem on aine temperatuur. · Mida intensiivsem on soojusliikumine, seda soojem on keha. · Temperatuur, mõõdetuna absoluutses temperatuuri skaalas, on võrdeline aineosakeste keskmise kineetilise energiaga. Soojusnähtused · Keha või kehaosa soojenemisel keha siseenergia suureneb, jahtumisel aga väheneb.
Tihedus: S= S=m0*n 3.Ideaalse gaasi mudeli lihtsustused: 1)Molekulid on punktmassid(ei arvestata ruumala, arvestatakse massi) 2)Molekulide põrked anuma seintega on absoluutselt elastsed(põrkel kiiruse väärtus ei muutu) Molekuli energia ei lähe kaduma) 3)Tõmbe ja tõukejõud molekulide vahel puuduvad. 4.Temperatuur: Füüsikaline suurus(makroparameeter) mis iseloomustab keha(kehade süsteemi soojuslikku tasakaaluolekut. Temperatuur kui mikroparameeter on molekulide keskmise kineetilise energa muut. Ek= k*T Ek=1,5*k*T K=1,38*10-23 5.Molekulide konsentratsioon: molekulide arv ühes kuupmeetris (m3) 6.Ideaalse gaasi rõhk(mikroparameetridte järgi):Tekib molekulide põrgetest vastu anuma seina.Rõhk on võrdeline : 1)Molekulide konsentratsiooniga(mida suurem konsentratsioon seda suurem on ühe molekuli massiga ja võrdline molekulide keskmise kiiruse ruuduga. p= m0*n*v2 p= m*Ek 7. Absoluutne null: t=-273,15c(Sellel temperatuuril molekulide aineosakesed jäävad seisma)
molekulide vahel ei ole vastastikmõju 6. Mida kujutab endast gaasi rõhk? Molekulide põrked vastu anuma seina 7. Millistest parameetritest sõltub gaasi rõhk? 8. Mida tähendab, et rõhk on 10 Pa? 1m2 mõjub 10 N suurune jõud 9. Molekulaarkin. teooria põhivõrrand. Nimeta võrrandis olevate suuruste tähised ja ühikud. p = 1/3 x mo x n x v2 p – Pa ; mo – kg ; n – osakest/m2 ; v2 – m/s Mis on keha siseenergia? Molekulide kineetilise energia ja potensiaalse energia summa U = Ek + Ep 10. Kuidas saab keha siseenergiat muuta? soojusülekandega mehaanilise tööga 11. Mida näitab Boltzmanni konstant? Näitab, kui palju muutub 1 molekuli energia, kui temperatuur muutub 1C võrra 12. Mis on temperatuur? Füüsikaline suurus, mis iseloomustab süsteemi või keha soojusastet 13. Miks on molekulide liikumise keskmise kineetilise energia mõõduks temperatuur?
puhul kanduvad osakesed ise anoodile ja I1 tekitavad seega nõrka fotovoolu. Uf U Einsteni võrrand: Metallipinnale langeva ja seal neelduva footoni energia (kvandi energia) E kulub elektroni välja löömiseks metallist ja välja löödud elektronile kineetilise energia andmiseks. - footoni energia - elektroni väljumis töö + temale antav kineetiline (liikumis) energia Punapiir: - kogu kvandi energia E kulub e- väljalöömiseks A (kineetilise en.- ks footoni energiat enam ei jätku) Punapiiri lainesagedus (suurenedes väheneb footoni E) Fotokeemileised reaktsioonid keemilised reaktsioonid, millede kulgu kutsub esile valguse toime reageerivatele ainetele.
Aineosakesed võtavad sellele ainele omase vastastikuse asendi. 3.Mida näitab sulamissoojus? Kui suur soojushulk kulub 1kg aine sulamiseks või tahkumiseks. 4.Mille poolest udu erineb veeaurust? Veeaur kondenseerub, udu aga aurub. 5.Millest sõltub vedeliku aurustumise kiirus? Õhu liikumisest. 6.Miks sõltub aurumise kiirus õhu liikumisest? Korrapäratult liikudes põrkavad molekulid üksteisega kokku ja selle tagajärjel omandab osa neist keskmisest suurema kiiruse ja kineetilise energia. 7.Miks sõltub aurumise kiirus õhu niiskusest? Liikuv õhk veepinna kohalt eemaldab vee molekule. 8.Miks sõltub aurumise kiirus vedeliku temperatuurist? Aineosakesed mõjutavad üksteist. Vedelikust väljalendavat osakest tõmbavad teised osakesed vedelikku tagasi. Mida soojem on vedelik, seda rohkem on osakesi, mis suudavad vedelikust lahkuda. 9.Miks aurumisel väheneb vedeliku temperatuur? Sest aurustumisel vedelik jahtub ning
prootonid.Oli sündinud esimene tehisliktuumareaktsioon. Mis on tuumareaktsioon? Tuumareaktsioon on kahe aatomituuma või elementaarosakese ja aatomituuma kokkupõrge, mille tulemusena tekivad uued aatomituumad ja/või elementaarosakesed. Põhilised tuumareaktsioonid: Tuumareaktsioon aatomituumas Energia võib tuumareaktsiooni puhul vabaneda erineval moel: 1. Reaktsiooni tulemusena tekkinud tuumade ja osakeste kineetilise energiana 2. Gammakiirgusena 3. Ergastatud olekus tekkinud tuum on ergastatud olekus (omab energiat). Põhilised tuumareaktsioonide tüübid on järgmised: Click icon to add picture Tuumasüntees on tuumade loomine varemeksisteerinud nukleonidest. Tuumasüntees võib toimuda kas tuumaühinemise või tuumalõhustumise teel. Tuumaühinemine on reaktsioon, milles kaks kergemat tuuma ühinevad raskemaks. Näiteks toodud
Impulss on vektor, mis on võrdne keha massi ja tema kiiruse korrutisega Isoleeritud süsteemis kehtib impulsi jäävuse seadus. Muutumatu jõu korral avaldub töö järgmise valemiga A = F s cosα , kus s on keha poolt vaadeldava jõu mõjul läbitud teepikkus ja α on nurk jõu mõjumise suuna ja keha liikumissuuna vahel. Kui keha liigub, siis sõltuvalt kiirusest omistatakse talle kineetiline energia, mis avaldub kujul Mistahes jõu töö on avaldatav lõpp- ja algoleku kineetilise energia vahena Raskusjõu korral avaldub keha potentsiaalne energia kujul kus h on keha kõrgus vaadeldavast nullnivoost. Elastsusjõu korral avaldub potentsiaalne energia kujul kus x on nihe tasakaaluasendist. Mehaanilises süsteemis, kui kehadele mõjuvad jõud nn konservatiivsed jõud (st jõud, millel on potentsiaalne energia), on kineetilise ja potentsiaalse energia summa jääv suurus Kui näiteks keha liigub raskusjõu mõjul, võime kirjutada
a(noolpeal)=F/m võime Dünaamika kolmas põhiseadus e. Newtoni iseloomustamiseks uus mõiste energia kolmas seadus väidab, et kui kaks keha Mehaanilise energiana teame 2 vormi: mõjutavad teineteist jõududega, siis need kineetilist jõud on mooduli poolest võrdsed, kuid ja potentsiaalset energiat vastassuunalised, ja mõjuvad samal sirgel. Kineetilise energia saame defineerida kui Miks õun kukub maha, aga mitte vastupidi, impulsi jõud ju võrdsed? ja kiiruse poolkorrutisena Impulsi jäävuse seadus. Potentsiaalne energia on aga seotud kehade · Newtoni 2. seaduses tõime sisse uue vastastikuse asendi e kaugusega, keha massi mõiste impulsi ning jõudu iseloomustava suurusega Maa
nihe 1m. Definitsioonivalem on A=Fs Potentsiaalne energia on süsteemi energia, mis on tingitud keha asendist ja mõjust süsteemi teiste kehade suhtes. SI süsteemi ühik J, valem Ep=mgh Kineetiliseks energiaks nimetatakse energiat, mis kehal on tema liikumise tõttu. Liikuva keha kineetiline energia Ek võrdub keha massi m ja kiiruse ruudu v2 poole korrutisega: Ek = mv2/2 Keha kineetilise energia muut võrdub keha poolt tehtud tööga.A=Ek Süsteemis võib esineda ainult kineetilise ja potentsiaalse energia vastastikune muundumine. Mehaaniline energia on keha võime teha mehaanilist tööd. Mehaaniline energia on summa keha kineetilisest energiast ning keha potentsiaalsest energiast välisjõudude väljas. E = mgh + mv2/2 Võimsus on füüsikaline suurus, mis näitab, kui palju tööd teeb jõud ajaühiku
2. Töövahendid Mehaanilise energia uurimise stend Statsionaarsed fotoväravad Mõõtelint Labori kaal Mõõtevahend aja ja kiiruse mõõtmiseks 3. Töö teoreetilised alused Kehade potentsiaalse energia E p avaldis on Ep = , ku m keha mass (kg) s: g raskuskiirendus (m/s²) h keha kõrgus aluspinnast (m). Sirgjooneliselt liikuva keha kineetilise energia Ek avaldis on 2 mv Ek = , 2 ku m keha mass (kg) s: v keha kiirus (m/s) Mehaanilise energia jäävuse seadus katseseadme liikumissüsteemi kasutamisel miniautode juures (hõõrdejõu võime lugeda nulliks). Emeh =E p + Ek =0 4. Töö käik 1
Ideaalseks gaasiks nimetatakse lihtsaimat gaasi mudelit (moekulid on punktmassid, molekulide põrked anuma seintega on absoluutselt elastsed, molekulide vahel ei ole vastastikmõju). Ajaühikus seinale antav impulss on jõud. Põrgete arv seinaga ajaühikus on võrdeline molekulide kontsentratsiooni ja molekulide keskmise kiirusega. Temperatuuriks (lad. k. keskmine e. tasakaaluolend) nimetatakse suurust, mis iseloomustab keha soojuslikku seisundit. Soojendamine on keha siseenergia (molekulide kineetilise energia) suurendamine (viies keha kontakti kuumema kehaga, kiirguslikul teel, mehhaanilise töö tulemusena). Soojushulk on siseenergia, mille keha soojusvahetusel saab või ära annab. Temperatuur on molekulide liikumise keskmise kineetilise energia (ei saa otseselt mõõta) mõõt. Üheks levinumaks temperatuuri mõõtmise võtteks on aine soojuspaisumise kasutamine. Absoluutse nulltemperatuuri (-273,15 °C) puhul võrdub molekulide kineetiline energia nulliga
raskuskiirendus (m/s2), h sügavus). 4) Rõhujõud ja epüür. Rõhuepüür on rõhujaotuse graafiline kujutis. Et rõhk jaguneb põhivõrrandi järgi lineaarselt, siis on epüüri koostamiseks vaja rõhk arvutada vaid mõnes punktis. Rõhk mõjub risti pinda! Hüdrostaatiline rõhujõud on võrdeline survekeha ruumalaga. Rühuepüüri paradoks kui sügavus on võrdne, on rõhuepüür sama. 5) Avasäng, joonised, veetase üle kriitilise piiri, alla kriitilise, suure kineetilise energiaga. Avasäng veejuhe, kus vesi voolab raskusjõu toimel ning voolul on vaba pind. Avasängid on kanalid, rennid, kraavid, kanalisatsioonitorud ja dreenid. Kui normaalsügavus on suurem kui kriitiline sügavus, siis on rahulik vool (pot E > kin E), vastupidisel juhul on tegemist käreda vooluga. Kõige tüüpilisem veepinnakuju on paisjoon. 6) Voolu rahustamine, vooluhüpe. Voolu rahustamise mooduseid on 2: a) sügavuse
Soojus Terja Strazdins 9a Aine ehitus: Iga aine võib esineda gaasilises, vedelas või tahkes olekus. See on määratud molekulide vahel mõjuvate tõmbe- ja tõukejõududega, mis on elektromagnetilise olemusega. Need jõud põhjustavad molekulidevahelist potentsiaalset energiat, mis koos molekulide kineetilise energiaga moodustavad siseenergia. Gaaside korral on molekulide keskmine kineetiline energia palju suurem molekulidevahelisest potentsiaalsest energiast ja ideaalse gaasi korral loetakse potentsiaalne energia võrdseks nulliga. Vedelike korral on molekulide keskmine kineetiline energia ligikaudu võrdne keskmise potentsiaalse energiaga, aga tahkiste korral sellest palju väiksem. Erinevates olekutes kulgevad erinevalt ka ülekandenähtused
v v 2 ...v N v 1 N enam oluline. Valemina näeb see välja järgmiselt: . See iseloomustab molekuli soojusliikumist. Ek=m*v2/2 6. Milline tähendus on temperatuuril? Kuidas on see seotud molekulide soojusliikumise keskmise kineetilise energiaga? Temperatuur on makroskoopiline suurus. Temperatuuri teades teame aine keskmist kineetilist energiat. temperatuur on füüsikaline suurus, mis 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
raskuskiirendus (m/s2), h – sügavus). Rõhujõud ja epüür. Rõhuepüür on rõhujaotuse graafiline kujutis. Et rõhk jaguneb põhivõrrandi järgi lineaarselt, siis on epüüri koostamiseks vaja rõhk arvutada vaid mõnes punktis. Rõhk mõjub risti pinda! Hüdrostaatiline rõhujõud on võrdeline survekeha ruumalaga. Rühuepüüri paradoks – kui sügavus on võrdne, on rõhuepüür sama. Avasäng, joonised, veetase üle kriitilise piiri, alla kriitilise, suure kineetilise energiaga. Avasäng – veejuhe, kus vesi voolab raskusjõu toimel ning voolul on vaba pind. Avasängid on kanalid, rennid, kraavid, kanalisatsioonitorud ja dreenid. Kui normaalsügavus on suurem kui kriitiline sügavus, siis on rahulik vool (pot E > kin E), vastupidisel juhul on tegemist käreda vooluga. Kõige tüüpilisem veepinnakuju on paisjoon. Voolu rahustamine, vooluhüpe. Voolu rahustamise mooduseid on 2: a) sügavuse suurendamine joa
· . · 5. Boltzmanni jaotus. Baromeetriline valem. · Molekulide jaotus nende asukoha järgi soojusliku tasakaalu korral (T=const) sõltub nende potentsiaalsest energiast ja on leitav Boltzmann'i jaotusfunktsiooni abil: , kus p on molekuli potentsiaalne energia. · Baromeetriline valem: . · 6. Molekuli keskmine kineetiline energia. Vabadusastmete arv. · Ideaalse gaasi rõhk on molekulaar-kineetilise teooria põhiseose kohaselt seotud ta molekulide keskmise kineetilise energiaga , kus n on gaasi kontsentratsioon. · Igal molekulil on kindel arv vabadusastmeid, mis on sõltumatuteks energia salvestamise kanaliteks. Iga sellise vabadusastmega on seotud energia molekuli kohta või mooli kohta. · Vabadusastmete arvuks nim. sõltumatute koordinaatide arvu, mis on vajalik süsteemi täpse asendi määramiseks ruumis. · 7. Temperatuur. · Temperatuur on üks seitsmest SI põhiühikust
Selle jõu mõjul esineb: 1. keha asukoha muutus 2. keha kiiruse väärtuse muutus 3. nii asukoha kui ka kiiruse muutus 88. Mida nim energiaks? Keha või jõu võime teha tööd 89. Nim töö ja energia ühik J 90. Nim mehaanilise energia liigid potensiaalne energia (sõltub kehade vastastikusest asendist) kineetiline energia (sõltub keha kiirusest) 91. Mida nim keha siseenegiaks? Aineosakeste potsensiaalse ja kineetilise energia summat 92. Suhestage terminid keha siseenergia ja soojusenergia. Soojusenergia seostub osakeste kineetilise energiaga, mis moodustab koos kineetilise energiaga keha siseenergia. 93. Nim siseenergia liike. Milliste objektide korral esinevad? Kineetiline (temperatuuri muutumine, keha soojenemine ja jahtumine) ja potensiaalne (aine oleku muutumine) 94. Mida näitab kütuse kütteväärtus? Näitab kui palju soojust eraldub kütuse massiühiku täielikul põlemisel. 95
Soojusnähtused. 1. Siseenergia olemus ja selle muutmise viisid: Siseenergia – keha molekulide kineetilise ja nende vahelise vastastikmõju potentsiaalse energia summa a. Soojusülekande teel – Q=∆U (∆U – siseenergia muut) (Q – soojushulk – iseloomustab soojusvahetuse teel ülekantud energia hulka) Soojendamine – Q>0 ∆U>0 Jahutamine – Q<0 ∆U<0 Soojusjuhtivus – soojusenergia kandumine kuumemalt kehalt külmemale kehale aineosakeste vastasmõju tagajärjel (metallid) Konvektsioon – aine liikumisega kaasnev soojuse levimine vedelikus või gaasis
Hetkvõimsus on pinge hetkväärtuse U ja voolutugevuse hetkväärtuse I korrutis. 9. Trafo? miks ja kus kasutatakse Trafo on seade vahelduva pinge ja voolutugevuse muutmiseks konstantsel sagedusel. Tihti kasutatakse trafosid elektrivõrkudes ja erinevate seadiste toiteallikates. 10. Mida näitab temp, erinevad skaalad? Temperatuur on suurus, mis iseloomustab keha soojuslikku seisundit. Kelvin T = 273 + °C Celsius t = °C 273 11. kuidas on seotud osakses liikumise kiiruse ja kineetilise energiaga Mida kiiremini osakesed liiguvad, seda suurem on kineetiline energia. 12. Siseenergia? Keha siseenergia on võrdne molekulide kineetilise ja potentsiaalse energia summaga. Q = Cm(t - t) 13. Ideaalne gaas? + võrrand? Ideaalses gaasis on molekulid punktmassid, molekulide põrked anuma seintega on absoluutselt elastsed, molekulide vahel pole vastastikmõju. PV = m/M×RT 14. millest sõltub töö gaasi paisumisel? Rõhust ja ruumala muutusest A=pV 15. isoprotsessid?
Tuntumad minimalistid Donald Judd(1928-1994) Kineetiline kunst Kineetiline kunst ehk kinetism on kunstisuund, mis taotleb esteetilist elamust mehaanilise liikumise ja valgusefektidega, vahel ka helidega. Kineetiline tähendab liikumist, liikumisega seotust. Kui Op-kunstnikud soovisid eksitada inimese taju ja luua pildipinnal ruumilisuse või liikumise tunnet, siis kineetikud loovad teoseid, mis on reaalses liikumises. Kineetilise kunsti tunnused Kasutatakse mitmesuguseid uusi materjale nagu nt. pleksiklaasi, metalli, neoonlampe, mootoreid jm. ning luuakse nende abil esteetilist elamust pakkuv teos. Kineetilise kunsti kunstnikud võivad kasutada väikest või hiiglaslikku formaati, vastavalt teose eesmärgile ja materjalile. Kineetilises kunstis võivad teos ja/või vaataja liikuda. Tuntumad kineetilise kunstivoolu esindajad Aleksander Calder
kiiruse 5 m/s. Kui suur oli raskusjõu töö selle keha langemisel? Kui kõrgelt langes keha? keha mass m = 2kg kiirus maapinnale jõudmisel v = 5 m s raskuskiirendus g = 9,81 m s 2 Raskusjõu töö A = ? Keha algkõrgus h = ? Lahendus Kasutame mehaanilise energia jäävuse seadust (hõõrdumist ei arvesta). Raskusjõu töö A on võrdne potentsiaalse energiaga, A = mgh , mis energia jäävusest tulenevalt on võrdne keha poolt omandatud kineetilise energiaga mv 2 mgh = 2 2 v h= 2g Arvutame: mv 2 2 52 Raskusjõu töö = = 25 2 2 v2 52
elavlõigete pindalade suhtega. 40) keha mille metatsentriline kõrgus on negatiivne on ebapüstuv see tähendab et metatsentri punkt on raskuskeskme punktist allpool ehk kui raskuskese ja metatsentri vahe on suur siis laev õõtsub suure kreeniga aga kui vahe on väike siis õõtsub kiirelt ja kui negatiivne siis tasakaalustamiseks keerab laeva ümber (püstuvus on võime taastada tasakaalu olekut) 63. Kuidas kasutatakse kineetilise energia muutuse teoreemi ideaalvoolu Bernoulli võrrandi tuletamiseks? Bernoulli võrrandi ideaalvedeliku voolamise jaoks elementaartorus võib tuletada kineetilise energia muutuse teoreemi abil, mille järgi mehaanilise süsteemi kineetilise energia muutus üleminekul ühest liikumisolekust teise on määratud selleks üleminekuks kuluva välis- ja sisejõudude summaarse tööga. 64. Kuidas arvutad välisjõudude töö elementaarjoa lõigu jaoks? 65
siis nende temperatuurid võrdsed. Kui temperatuurid on võrdsed on ka kehade kulgliikumise kineetilised energiad võrdsed. näitab kui suur osa molekuli kineetilisest energiast vastab ühele kraadile. 1°=1/100 puhta vee sulamis- ja keemistemperatuuride vahe atmosfääri rõhu juures. Ühes moolis olevate gaasi molekulide summaarne energia, mis vastab 1° : universaalne gaasi konstant. Absoluutse nulli juures osakeste energia ei ole null vaid omab nullenergiat. 21. Molekulaar-kineetilise teooria põhiseos. gaasi rõhk on võrdeline molekulide keskmise kineetilise energiaga ja nende energiaga ruumalaühikus.
interferents lainete liitumine, mille tulemusena lained tugevdavad või nõrgendavad üksteist. difraktsioon valguslainete paindumine tõkke taha. Ideaalne gaas, selle olek ja oleku muutumine gaasi mudel, kus molekule loetakse punktmassideks, molekulide põrkel anuma seinaga nende kiiruse väärtus ei muutu, muutub suund, molekulide vahelist vastastikmõju ei arvestata. pV/T=const isohooriline, isobaariline, isotermiline. pV/T=Rm/M R=8,31J/(mol*K) Siseenergia keha molekulide kineetilise ja potentsiaalse energia summa. Temperatuur füüsikaline suurus, mis iseloomustab keha soojuslikku seisundit ja on määratud tema molekulide soojusliikumise kineetilise energiaga. T=273+t Soojushulk soojusülekandel üleantav energiahulk. Q=cmt Ideaalse gaasi olekuvõrrand p=nkT k Boltzmanni konstant n konsentratsioon Termodünaamika esimene seadus süsteemile juurdeantav soojushulk kulub süsteemi siseenergia
TUULEENERGIA EESTIS Sandra Schmidt Tuuleenergia on tuule kineetilise energia muundamine tuuleturbiinide abil mehaaniliseks energiaks või elektrienergiaks. Tuuleenergia muundavad mehaaniliseks energiaks näiteks tuuleveskid ehk tuulikud ja elektrienergiaks tuulegeneraatorid ehk elektrituulikud. Click to edit Master text styles Second level Click to edit Master text styles Third level Second level Fourth level
annaabi.ee 
