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%.
nööpnõelapea suuruseks, siis terve aatom saaks suure staadioni suuruseks Tuuma koostisosakesed Prootonite arv tuumas määrab ära, millise keemilise elemendiga on tegemist. Neutronite arv tuumas määrab ära, millise isotoobiga on tegemist. Sama prootonite arvuga, kuid erineva neutronite arvuga aatomid on sama keemilise elemendi erinevate isotoopide aatomid. Isotoobid Isotoobid on keemilise elemendi teisendid, mis erinevad üksteisest neutronite arvu poolest. Koostisosakeste mass Et neutron ja prooton on praktiliselt võrdse massiga, siis neutronite ja prootonite arv tuumas määrab ära aatommassi. Massiarvude erinevus tuleneb erinevast neutronite arvust aatomituumast. Et elektronid on võrreldes nukleonidega ülikerged (peaagu 2000 korda kergemad), siis elektronide mass aatomi massi praktiliselt ei mõjuta. Click to edit Master text styles Pilt Second level Third level
Molekulaarkineetiline teooria nim õpetust, mis selgitab kehade ehitust ja nende omadusi koostisosakeste vastasmõjust ja pidevast liikumisest lähtudes Aatom nim keemilise elemendi väikseimat osakest Molekul nim aine vähimat püsivat osakest, millel on ainele iseloomulikud keem. om.-d Ainehulk nim füüs. Suurust, mis on määratud molekulide, aatomite või ioonide arvuga (tähis nüü[v] ühik 1mol) Molaarmass nim ühe mooli selle aine massi (tähis M ühik 1kg/mol) Avogadro arv nim molekulide või aatomite arvu ühes moolis (tähis Na ühik 6,02*1023)
Molekul aine väikseim osake, millel säilivad selle aine keemilised omadused. Molekulaarfüüsikas on molekul idealiseeritud objekt. Pindpinevus nähtus mille põhjustab molekulaarjõudude erinev mõju vedeliku pinnakihis ja sisemuses olevatele molekulidele. Rõhk füüsikaline suurus mis iseloomustab pindalaühikule mõjuvat rõhumisjõudu. Rõhumisjõuks nim. jõudu, mis mõjub risti pinnaga. Siseenergia süsteemi koostisosakeste vastastikmõju energia, osakeste liikumise energia ning süsteemisiseste väljade energia summa. Suletud süsteemi siseenergia on energia jäävuse seaduse kohaselt jääv suurus. Soojusmasin masin kus siseenergia muundub mehaaniliseks energiaks. Selle osadeks on soojendi, jahuti ja töötav keha. Sulamissoojus kristalltahkise soojuslikke omadusi iseloomustav füüsikaline suurus. See võrdub sulamiseks vajaliku soojushulga ja sulanud aine massi suhtega.
2) Elastsed deformatsioonid on deformatsioonid, mille korral pärast deformatsiooni esile kutsunud jõu kõrvaldamist keha esialgne kuju ja mõõtmed taastuvad (näiteks vedru kokkusurumine). 6.Mis on elastsusjõud ning millest on see tingitud: Elastsusjõud on keha kuju ja mõõtmete muutmisel ehk deformeerimisel tekkiv jõud, mis on vastassuunaline ning suuruselt võrdne jõuga, mis keha antud hetkel deformeerib. Elastsusjõud on tingitud: Elastsusjõud on tingitud keha koostisosakeste asendi muutumisest välise mõju tagajärjel. 7.Kuidas on elastsusjõud ja deformatsioon omavahel seotud. Elastsusjõud tekib keha deformeerimisel. Elastsusjõud on keha kuju deformeerimisel tekkiv jõud. Kõikide küsimuste kohta 2 näidet!
(λ=hp=hmv) 9. Kvantmehaanika põhivõrrandi e Schrödingeri võrrand- kvantoleku muutumine süsteemis. 10. Tuumajõud- kahe või enama nukleoni vahel mõjuv jõud, mis hoiab koos aatomituuma. Omadused- Väga väikeste vahemaade juures on tuumajõud tõukuv; Tuumajõud on väga väikese mõjuraadiusega; Tuumajõud on laengust sõltumatu. 11. Seoseenergia- mehaaniline energia, mida on vaja rakendada, et purustada tervik osadeks. E=A 12. Massidefekt- tuuma koostisosakeste ja tuuma masside vahe. ∆M= Zmp+ Nmn- Mt. Mt- tuuma(seisu)mass Z- laenguarv(prootonite arv) mp- prootoni(seisu)mass N- neutronite arv mn- neutroni(seisu)mass 13. Radioaktiivsus- ainete võimet iseeneslikult kiirguda. 14. Radioaktiivse kiirguse liigid- *α-kiirgus- kõige väiksema läbitungimise võimega kiirgus (teda peatab juba paberleht); käitub magnetväljas nagu positiivselt laetud osakeste voog; koosneb heelium-4 aatomituumadest.
sulanud aine massi suhtega. Temperatuur termodünaamilise süsteemi makroparameeter, millel on soojusliku tasakaalu olekus oleva süsteemi igas osas üks ja sama väärtus. Temperatuuri mõõtmiseks enim kasutatavad temperatuuri skaalad on Celsiuse skaala ja Kelvini skaala. Absoluutne miinustemperatuur on -273,15 °C Rõhk füüsikaline suurus mis iseloomustab pindalaühikule mõjuvat rõhumisjõudu. Rõhumisjõuks nim. jõudu, mis mõjub risti pinnaga. Siseenergia süsteemi koostisosakeste vastastikmõju energia, osakeste liikumise energia ning süsteemisiseste väljade energia summa. Suletud süsteemi siseenergia on energia jäävuse seaduse kohaselt jääv suurus. Ideaalne gaas on reaalse gaasi mudel, kus: · Molekule loetakse punktmassideks · Molekulide põrgetel anuma seinaga nende kiiruse väärtus ei muutu, muutub ainult kiiruse suund · Molekulide vahelist vastastikmõju ei arvestata
Füüsika 1. Miks võime öelda, et molekulid omavad nii kineetilist kui ka potentsiaalset energiat? Kehad koosnevad molekulidest, mis on pidevas soojusliikumises ning mõjutavad üksteist tõmbe- ja tõukejõududega. Kui keha liigub siis omab ta kineetilist energiat. Kui keha on teiste kehadega vastastikmõjus, siis annab ta potentsiaalset energiat. 2. Mida nimetatakse keha siseenergiaks? Keha koostisosakeste kineetiliste ja potentsiaalsete energiate summat. 3. Millised on kaks moodust keha siseenergia muutmiseks? Soojus ülekandega ja mehhaanilise tööga. 4. Loetle soojusülekande kolm liiki. Soojusjuhtivus, soojuskiirgus ja konvektsioon 5. Millega on määratletud soojusülekande suund? Soojusülekandel antakse energiat alati kõrgema temperatuuriga madalama temperatuuriga kehale. 6. Kui kaua saab soojusülekanne kesta?
Kordamisküsimused - termodünaamika 1. Miks võime öelda, et molekulid omavad nii kineetilist kui ka potentsiaalset energiat? Kehad koosnevad molekulidest, mis on pidevas soojusliikumises ning mõjutavad üksteist tõmbe- ja tõukejõududega. Kui keha liigub siis omab ta kineetilist energiat. Kui keha on teiste kehadega vastastikmõjus, siis annab ta potentsiaalset energiat. 2. Mida nimetatakse keha siseenergiaks? Keha koostisosakeste kineetiliste ja potentsiaalsete energiate summat nimet. KEHA SISEENERGIAKS 3. Millised on kaks moodust keha siseenergia muutmiseks? Soojusülekandega ja mehhaanilise tööga. 4. Loetle soojusülekande kolm liiki. Soojusjuhtivus, konvektsioon, soojuskiirgus. 5. Millega on määratletud soojusülekande suund? Soojusülekandel antakse energiat alati kõrgema temperatuuriga madalama temperatuuriga kehale. 6. Kui kaua saab soojusülekanne kesta?
elektrone, muutub ta iooniks. Kuna aatomi siseehitus pole soojusõpetuses oluline, kujutatakse neid elastsete kuulikestena, millel on mass ja suurus. Tegelikkuses on aatomid väga keerukate kujudega. Aatomite maailmas mõõdetakse pikkusi ja läbimõõte ongströmites (rootsi füüsiku Anders Ongströmi (1814-74) järgi). 1 Å = 10-10 m Nt N aatom 1,1 Å Cs aatom 5,4 Å Aatomi läbimõõdu määrab ära tema sisemine ehitus, mitte koostisosakeste arv. Aatomite masse mõõdetakse aatommassiühikutes, mis on ligikaudu võrdne prootoni/neutroni massiga. 1 u = 1,6710-27 kg Elektronid on ca 2000 korda kergemad. Aatomi ruumalast enamus on tühi. Kui seda tühja ruumi poleks, oleks nt Maa vaid täpike. Kui jagada punkt 1000000 osaks, peaksime saama aatomisarnase märgi. II Molekulid (molecula massike lad.k.) Aatomitevaheliste tõmbejõudude tõttu ühinevad aatomid molekulideks
suurus Moolides avaldatud, mistahes aine hulga korral omandab Clapeyroni võrrand kuju pV=nRT (MendelejeviClapeyroni võrrand) SISEENERGJA JA SELLE MUUTMISE VIISID. TD I. TDI energia jäävuse seadus, mis seob siseenergia töö ja soojushulga Kõikidest siseenergia liikidest muutub soojusnähtustes vaid molekulide kineetiline ja nende vastastikmõju potensiaalne energia Siseenergia keha koostisosakeste ja väljade vastastikmõju ning osakeste liikumise energia summat nim siseenergiaks U=3/2m/MRT (üheaatomilise ideaalse gaasi siseenergia) Soojushulgaks nim siseenergia hulka, mis kandub soojusvahetuse teel ühelt kehalt teisele. Soojushulka arvutatakse valemiga Q=cm..t Kui keha pannakse liikuma talle rakendatud jõu mõjul, siis tehakse meh. tööd A=Fs cosa Tööd võib teha mistahes keha, näiteks gaas mis mõjudes jõuga kolvile paneb selle silindris liikuma A=Fs=pSs=p.
Selgus, et soojus on vaid aineosakeste korrapäratu liikumine ning termodünaamika liitus mehaanikaga . Valgus osutus elektromagnetlaineks ja optika liitus elektromagnetismiga . Klassikalise füüsika kriis Üheksateistkümnenda sajandi lõpus näis, et füüsika kui teadus on valmis saanud . Varsti selgus aga tõsiasi, et klassikaline füüsika ei suuda sugugi kõike selgitada. Mõned näited tekkinud probleemidest: Avastati, et aatom polegi jagamatu. Selgus, et aatomi ja tema koostisosakeste puhul senituntud mehaanikaseadused ei kehti Avastati, et kuumad kehad ei kiirga soojust senituntud termodünaamika seaduste järgi Avastati, et valgus neeldub ja kiirgub portsionide kaupa nagu oleks tegu mitte laine vaid jagamatute osakestega Avastati, et valguse kiirus ei sõltu valgusallika ega vaatleja liikumisest ning aeg ja ruum on suhtelised ja sõltuvad liikumisest. Mehaanikaseadusi analüüsides jõuti järeldusele, et inimese tulevik pole määratud
Isoprotsessi käigus ei muutu keha üks olekuparameetritest. Isotermiline protsessi käigus ei muutu temperatuur ja ideaalse gaasi rõhk on pöördvõrdeline ruumalaga: Isobaariline protsessikäigus ei muutu rõhk ja ideaalse gaasi ruumala on võrdeline absoluutse temperatuuriga: Isohooriline protsessi käigus ei muutu ruumala ja ideaalse gaasi rõhk on võrdeline absoluutse temperatuuriga: Keha siseenergiaks nimetatakse tema kõikide koostisosakeste kineetiliste ja potentsiaalsete energiate summat. Ideaalse gaasi siseenergia on võrdeline absoluutse temperatuuriga. Soojushulk on siseenergia hulk, mille keha saab või annab ära soojusülekandel. Keha siseenergia muutmiseks on kaks võimalust – soojushulga saamine või äraandmine ja mehaaniline töö. Valemite seletused R on vooluringi välisosa takistus r vooluallika sisetakistus t aeg n kontsentratsioon ρ aine eritakistuseks, mis näitab ühikulise pikkuse ja ristlõikega juhi
Rakendades voolavale vedelikule energia jäävuse seadust saame, et voolava vedeliku koguenergia ei muutu niikaua kuni seda väljaspoolt ei lista või ei eemaldata. p+(roo x g x h) + (roo x v2 /2) = const Horisontaalses torus on voolava vedeliku rõhk seda väiksem, mida suurem on voolamise kiirus o Süsteemi siseenergia ja selle muut Süsteemi siseenergia- keha koostisosakeste ja väljade vastastikmõju ning osakeste liikumise energia summat nim siseenergiaks U=3/2m/MRT (üheaatomilise ideaalse gaasi siseenergia) ja selle muut- Kõikidest siseenergia liikidest muutub soojusnähtustes vaid molekulide kineetiline ja nende vastastikmõju potensiaalne energia
* Juhi takistus määratakse tavaliselt kaudsel meetodil. Takistust saab otseselt mõõta oommeetriga. * Aine eritakistus on arvuliselt võrdne sellest ainest valmistatud ühikulise pikkuse ja ristlõikepindalaga keha takistusega. * Eritakistus on füüsikaline suurus, mis iseloomustab aine mõju elektrivoolule. * Eritakistuse ühik on 1 * m. Soojusõpetus: * Energia on füüsikaline suurus, mis näitab kui palju tööd võib keha teha. * Siseenergia on keha koostisosakeste liikumise ja vastasmõju energia. * Keha siseenergia hulk sõltub keha temperatuurist, deformatsioonist ja agregaatolekust. * Keha siseenergia hulka võib muuta kahel viisil: mehaanilise töö ja soojusülekande kaudu. * Keha siseenergia muutusega kaasneb alati mingi teise keha energia muutumine. * Browni liikumine näitab, et osakeste liikumine on korrapäratu ja ei lakka kunagi. * Soojushulk on füüsikaline suurus, mille tähis on Q.
Soojusõpetus ideaalne gaas lihtsaim gaasi mudel. omadused : a) molekulid on punktmassid. b) molekulide põrked anuma seintega on absoluutselt elastsed. ( molekulide kiirus ei muutu) c) molekulide vahel ei ole vastastikmõju. molekul molekulaarfüüsikas nimetatakse molekuliks aineosakest, mis osaleb soojusliikumises.(keemilises mõttes molekulid, ioonid ja aatomid) siseenergia kõikide keha koostisosakeste liikumisest (kineetiline energia) ja vastastikmõjust (potensiaalne energia) tingitud energia. temperatuur keha soojuslikku seisundit iseloomustav füüsikaline suurus. soojushulk siseenergia hulk, mille keha saab või kaotab soojusülekande protsessis. gaasirõhk surve, millega molekulid rõhuvad anuma seinu. ideaalse gaasi olekuvõrrand - Ideaalse gaasi olekuvõrrand ehk Clapeyroni-Mendelejevi võrrand on võrrand, mis seob ideaalse gaasi olekuparameetreid, kui see gaas on
Celsiuse temperatuuri väljendamiseks kasutatakse ühikut «kraadi Celsiust» (oC), mis võrdub ühikuga «kelvin» (K). Sel juhul on «kraadi Celsiust» erinimetus, mida kasutatakse kelvini asemel. Temperatuurivahemikke või erinevusi võib esitada nii kelvinites kui ka Celsiuse kraadides; mool on süsteemi ainehulk, mis sisaldab sama palju elementaarseid koostisosakesi, nagu on aatomeid 0,012 kilogrammis 12C. Märkus. Mooli kasutamisel peab koostisosakeste tüüp olema täpsustatud: need võivad olla aatomid, molekulid, ioonid, elektronid, mingid teised osakesed või eespool nimetatud osakeste kindlalt määratletud grupid (14. CGPM, 1971); kandela on kiirgusallikast etteantud suunas kiiratud monokromaatse 540·1012 hertsise kiirgussagedusega ja samas suunas 1/683 vatti steradiaani kohta kiirgustugevust omava kiirguse valgustugevus (16. CGPM, 1979).
2 Nukleonide vastastikmõju iseloomustatakse energeetiliselt tuuma seoseenergiana, see on võrdne tööga, mis kulub tuuma lahutamiseks koostisosadeks. Tuuma seoseenergia on töö, mis tuleb teha selleks, et viia tuuma nukleonid üksteisest sellisele kaugusele, kus nad üksteist enam ei mõjuta. Aatomi või tuuma potensiaalne energia on väiksem kõigi tema üksikute koostisosakeste potensiaalsete energiate summast, sest liitudes asetuvad osakesed madalamasse ( kollektiivsesse ) energiaolekusse ning kaotavad seega energiat.. Seoseenergia on selle potensiaalse energia erinevuse mõõt, energia, mida on vaja " teist teed tagasi minekuks ". Mida suurem see on, seda väiksem on aatomi või tuuma potensiaalne energia ja seda suurem stabiilsus. Mida tugevamad on tuumajõud, seda suurem on tuuma seoseenergia. E = m c 2
pärisuunaski ja jõuab algolekusse tagasi (gaasi lõpmata aeglane paisumine või kokkusurumine silindris). Mittepööratava protsessi korral pole olekute vastupidises järjekorras läbimine võimalik. Kõik reaalsed protsessid on rangelt võttes mittepööratavad ( leiab aset kui kaks (lõplikul määral) erineva temperatuuriga keha kontakti viia) o Süsteemi siseenergia ja selle muut Süsteemi siseenergia- keha koostisosakeste ja väljade vastastikmõju ning osakeste liikumise energia summat nim siseenergiaks U=3/2m/MRT (üheaatomilise ideaalse gaasi siseenergia) ja selle muut- Kõikidest siseenergia liikidest muutub soojusnähtustes vaid molekulide kineetiline ja nende vastastikmõju potensiaalne energia o Temperatuur (+ mõõtühikud) on füüsikaline suurus, mis iseloomustab süsteemi või keha soojuslikku olekut ehk soojusastet. Viimane
kineetiline energia. Gaasid tavatingimustes (veeldumistemperatuurist kõrgematel temperatuuridel ja normaalsetel rõhkudel) on küllalt hästi vaadeldavad ideaalse gaasina. 4.1 Mool, molaarmass, ühe molekuli mass Mool on SI-süsteemi ainehulga ühik. Mool on süsteemi ainehulk, mis sisaldab sama palju elementaarseid koostisosakesi, nagu on aatomeid 0,012 kilogrammis ¹²C (süsiniku isotoobis massiarvuga 12). Mooli kasutamisel peab täpsustama koostisosakeste tüüpi, milleks võivad olla aatomid, molekulid, ioonid, elektronid, mingid teised osakesed või eespool nimetatud osakeste kindlalt määratletud grupid. Meil on selleks molekulid ja üheaatomiliste molekulide korral aatomid. Mooli definitsioonist järeldub, et mool on ainehulk, milles on 6,02·1023 molekuli (aatomit). Seda arvu nimetatakse Avogadro arvuks N A = 6,02 10 23 1/mol . Aine molaarmass on ühe mooli aine mass. Süsiniku korral näiteks µC = 0,012 kg/mol.
1. Soojusliikumine Soojusliikumine on molekulide korrapäratu liikumine, millest sõltub keha temperatuur. Tahketes kehades molekulid ja aatomid võnguvad korrapäratult oma tasakaaluasendi ümber, so asendi ümber, milles naaberaatomite poolt avaldatavad tõmbe- ja tõukejõud on tasakaalustatud. Ka vedeliku molekulid võnguvad oma tasakaaluasendi ümber. Kuid peale selle hüppavad nad ühest tasakaaluasendist teise. 2. Siseenergia Keha siseenergia on keha koostisosakeste liikumise ja vastasmõju energia. 26 Keha siseenergia ei sõltu keha kui terviku mehaanilisest liikumisest ja asendist teiste kehade suhtes. Keha siseenergia oleneb: keha temperatuurist, aine olekust, keha deformatsioonist. Keha siseenergia võib muutuda: mehaanilise töö tegemisel, soojusülekande kaudu.
Molekulmass MR on molaarmass aatommassi ühikutes, võrdub molekuli koostisesse kuuluvate aatomite masside summaga. Mool võrdub ainehulgaga, milles osakeste arv võrdub 12g süsiniku aatomite aruvuga. 6 Termodünaamika alused Entroopia on energia kvaliteeti iseloomustav suurus. Mida suurem on entroopia väärtus, seda madalam on energia kvaliteet. Siseenergiaks U nim keha koostisosakeste ja väljade vastastikmõju ning osakeste liikumise kin energia summat; Ideaalse gaasi siseenergiaks nim molekulide kulgliikumise keskmist kineetilist energiat. üheaatomilise gaasi korral Soojushulk - Soojusmasin on masin, kus siseenergia muundub mehaaniliseks energiaks. Termodünaamika I printsiip süsteemile ülekandunud soojushulga arvel suureneb selle siseenergia ja süsteem teeb mehaanilist tööd. Q=U+A
3 Lasuvustiheduse väärtusel 1800 … 2000 kg/m hakkab kasvupinnas endast kujutama juurte levikule mehhaanilist tõket ning sageli lõpeb juurestiku kasv täielikult. Väga tähtis on ka, et kasvupinnaseid valmistataks tehnoloogiliselt õigesti. Kasvupinnaste valmistamise tehnoloogiat selgitatakse sisupunktis 6. 1.2.3. Kasvupinnase eripindala Kasvupinnase eripindala all mõistetakse pinnase koostisosakeste pindalade summat. Eripindala 2 2 mõõtühikuks on m /kg; mõnikord kasutatakse ka suurust m /g. Kasvupinnase eripindalale avaldavad mõju koostisosakeste suurus ning pinna iseloom. Mida peenematest osakestest kasvupinnas koosneb, seda suurem on tema eripindala. Seega on savikate pinnaste eripindala suurem võrreldes liivapinnastega. Eripindala suurendavad ka pinnaseosakeste krobelisus ning neile kleepunud setted,
juhtme jooksva meetri kohta. K Temperatuuri ühik kelvin on 1/273,16 osa vee kolmikpunkti termodünaamilisest temperatuurist. N mol Mool on süsteemi ainehulk, mis sisaldab sama arvu elementaarseid koostisosakesi nagu on aatomeid 0,012 kilogrammis süsiniku isotoobis 12C. Mooli kasutamisel peab koostisosakeste tüüp olema täpsustatud. Need võivad olla aatomid, molekulid, ioonid, elektronid, mingid teised osakesed või kindla koosseisuga grupid neist osakestest. 7 Mõõtmisteooria alused J cd Kandela on valgustugevus, mis kiiratakse kindlas suunas monokromaatilisest allikast
annaabi.ee 
