füüsika eksam
Sissejuhatus
SI ühikud ja 7 põhiühikut.
Lubatud SI välised ühikud (Eesliited! NB! Ühelgi SI ühikul v.a 1 kg pole eesliidet! Kui
on eesliide, siis pole tegemist SI ühikuga
.)
Tasanurk radiaan 1 rad
Ruuminurk steradiaan 1 sr
Mehaanika
Kiirus muutuval liikumisel Mitteühtlasel liikumisel ei pruugi võrdsete ajavahemike
kestel läbitud teepikkused trajektoori erinevates paikades ühesugused olla ja
järelikult kiirus muutub. Sellise muutuva liikumise iseloomustamiseks ei saa leida
kiirust ühtlase liikumise valemi järgi, kuna tulemus sõltub nüüd mõõtmiseks valitud
ajavahemikust ning teelõigust.
Kiirus muutumatul liikumisel Ühtlase liikumise korral läbib keha mistahes
võrdsete ajavahemike kestel võrdsed teepikkused. Sel juhul annab valem
kiiruse jaoks kogu aeg sama tulemuse ja kiirus on järelikult muutumatu
hetkkiirus on kiirus kindlal ajahetkel
𝑣= lim Δ𝑡→0 Δ𝑠/ Δ𝑡 = 𝑑𝑠 /𝑑𝑡
v= kiirus (1 m/s)
s= nihe (1m)
t= aeg (1 s)
kiirendus on kiiruse muutumine ajas. (Kiirendus näitab kui kiiresti muutub kiirus ajaühikus
(kiiruse muutumise kiirus). Kiirendus on määratud kiiruse muutmisega ajaühikus)
hetkkiirendus on kiirendus kindlal ajahetkel
𝑎= lim Δ𝑡→0 Δ𝑣 / Δ𝑡 = 𝑑𝑣 / 𝑑𝑡 = 𝑑 2 𝑠 / 𝑑𝑡 2
a= kiirendus (1 m/s2)
v= kiirus (1 m/s)
s= nihe (1m)
t= aeg (1 s)
keskmine kiirus võib leida kogu läbitud teepikkuse l [1 m] ja selle läbimiseks kulunud aja
t järgi
𝑣= Δ𝑙 / Δ𝑡
v= keskmine kiirus (1 m/s)
Δl= kogu läbitud teepikkus (1m)
Δt= teepikkuse läbimiseks kulunud aeg (1s)
keskmine kiirendus on kiiruse muut jagatud aja muuduga, millises vahemikus me kiiruse
muutu jälgime
a= Δv / Δ
𝑡
a= keskmine kiirendus (1 m/s2)
Δv= kiiruse muut ( 1 m/s)
Δt= ajavahemik, kus kiiruse muutu jälgitakse (1s)
Newtoni I seadus (inertsiseadus) väidab, et Iga keha püsib paigal või liigub ühtlaselt ja
sirgjooneliselt seni, kuni kehale ei mõju jõudu või mõjuvate jõudude summa on võrdne
nulliga
Kui v = const, järelikult Σ
𝐹 = 0 (kõikide jõudude summa on võrdne nulliga)
F – jõud (1 N)
Samas sellist olukorda, kus kehale teised kehad ei mõju, on pea võimatu leida. Sellega on
samaväärne aga olukord, kus vastastikmõjud on kompenseerunud ehk vastastikmõjud
tasakaalustavad üksteist. Näiteks õngekork seisab tasakaaluasendis siis, kui allapoole mõjuv
raskusjõud on tasakaalus vee poolt tekitatud ülespoole mõjuva üleslükkejõuga ja langevarjur
laskub muutumatu kiirusega, kui Maa külgetõmmet tasakaalustab õhu takistusjõud.
Newtoni II seadus (dünaamika põhiseadus) väidab, et Keha liikumishulga (impulss)
muutus on võrdeline rakendatava liikumapaneva jõuga ja toimib pikki jõu toime suunaga
ühtivat sirget.
𝐹 = 𝑑𝑝 / 𝑑𝑡 = 𝑑 (𝑚𝑣) / 𝑑𝑡
F= jõud (1 N)
p= impulss (1 kg·m/s)
m= mass (1 kg)
v= kiirus (1 m/s)
t= aeg (1 s)
Kui mass m on konstantne, siis võib massi tuletise märgi ette tõsta ja asendada
𝑑𝑣 / 𝑑𝑡 = a
F= ma
F= jõud (1 N)
m= mass (1 kg)
a= kiirendus (1 m/s2)
Kui nüüd katseliselt uurida, kuidas erineva tugevusega jõud keha liikumist muudavad, võib tähele
panna, et suurem jõud jaksab liikumist kiiremini muuta. Suurem jõud annab kehale suurema
kiirenduse.
Newtoni III seadus väidab, et Kehade igasugune mõju teineteisesse on alati vastastikune;
jõud millega kehad teineteist mõjutavad, on alati suuruse poolest võrdsed kuid suunalt
vastupidised
𝐹 12 = −𝐹 21
F12= esimese keha mõju teisele (1 N)
F21= teise keha mõju esimesele (1 N)
Examples of Newton's third law of motion are ubiquitous in everyday life. For example,
when you jump, your legs apply a force to the ground, and the ground applies and equal and
opposite reaction force that propels you into the air.
Newtoni ülemaailmse gravitatsiooni seadus väidab, et Jõud, millega kaks keha
tõmbuvad on võrdeline nende kehade masside korrutisega ja pöördvõrdeline nende kehade
masskeskmete vahelise kauguse ruuduga
𝐹 = 𝛾 (𝑚1 x 𝑚2) / 𝑟 2
F= kahe keha vaheline tõmbejõud (1 N)
γ (vahel ka G)= ülemaailmne gravitatsioonikonstant γ = 6,7·10^-11 (
𝑁 x 𝑚2) / 𝑘𝑔2
m1 , m2 – esimese ja teise keha mass (1 kg)
r – kahe keha massikeskme vaheline kaugus (1 m)
Jõud Jõud on
kehale suunatud mistahes toime, mis mõjutab tema
liikumise iseloomu ja/või
tema
kuju
raskusjõud nimetatakse gravitatsioonijõudu, millega Maa või mis tahes muu taevakeha
tõmbab enda poole selle lähedal asuvaid kehi.
Energia on
skalaarne füüsikaline suurus, mis iseloomustab keha või
jõu võimet teha
tööd
Potentsiaalne energia on tingitud keha vastastikmõjust teise keha või süsteemiga (näiteks
gravitatsiooniline, elektriline või magnetiline) ja näitab kui palju on keha võimeline tegema
tööd tänu vastastikmõjule
𝐸𝑝 = 𝐹 x 𝑠 x cos α = 𝐹 x 𝑠, kuna F ja s on samasihilised, siis α = 0 ja seega cos α = 1
Kui on tegemist gravitatsioonilise vastastikmõjuga, siis on tegemist raskusjõuga F = mg ja
s =h
Ep= mgh
Ep= potentsiaalne energia (1 J)
m= mass (1 kg)
g= raskuskiirendus (1 m/s2)
h= kõrgus (1 m)
Kineetiline energia (sh pöörleva keha korral) on tingitud keha liikumisest ja näitab,
kui palju on keha võimeline tegema tööd tänu liikumisele
𝐸𝑘 = 𝑚 x 𝑣2 / 2 .
Ek= kineetiline energia (1J)
m= mass (1 kg)
v= kiirus (1 m/s)
Töö on füüsikaline suurus, mis iseloomustab olukorra muutumisel tehtavat pingutust ja
võrdub rakendatud jõuga ja selle jõu mõjul toimunud nihke korrutisega
𝐴 = 𝐹 × 𝑠
A = F x s cos α
A= töö (1 J)
F= jõud (1 N)
s= nihe (1 m)
α= jõu ja nihke suuna vaheline nurk
Hõõrdejõud on liikumist takistav jõud ja on suunatud alati liikumissuunale vastupidises
suunas takistades liikumist.
Fh=μN= μmg kui rõhumisjõuks on raskusjõud siis N=Fr=mg
F= hõõrdejõud (1 N)
μ= hõõrdetegur (ühikut pole)
N= pinna normaali suunaline jõud (1 N)
m= mass (1 kg)
g= raskuskiirendus (1 m/s2)
hõõrdetegur nimetatakse kokkupuutuvate kehade omadustest (sh krobelisus ja materjal,
adhesioon) sõltuvat võrdetegurit μ
Elastsusjõud nimetatakse jõudu, mis tekib kehas selle deformeerimisel. Kehas tekkiv
elastsusjõud on vastassuunaline kehale mõjuva (deformeeriva) jõuga
Hooke’i seadus väidab, et kehas tekkiv elastsusjõud Fe on võrdeline keha pikkuse
muutusega (pikenemise või lühenemisega) Δx. Keha omadustega seotud võrdetegurit k
nimetatakse jäikuseks
Fe = – k·Δx
Fe= elastsusjõud (1 N)
k= jäikus (1 N/m)
Δx= keha pikkuse muutus (1 m)
jäikus on
füüsikaline suurus, iseloomustab
keha pikenemist
jõu mõjul
Elastsusjõu potentsiaalne energia Deformeeritud kehal tekkib tänu elastsusjõule
potentsiaalne energia Ep
𝐸𝑝 = (𝑘⋅∆𝑥2) / 2
Ep= potentsiaalne energia (1 J)
k= jäikus (1 N/m)
Δx= keha pikkuse muutus (1 m)
Impulsi jäävuse seadus Suletud süsteemi koguimpulss on jääv sinna kuuluvate kehade
igasugusel vastastikmõjul
Σp=Σp
p= kogu impulss enne vastastikmõju (1 (
𝑘𝑔·𝑚) / 𝑠 )
p'= koguimpulss peale vastastikmõju (1 (
𝑘𝑔·𝑚) / 𝑠 )
NÄIDE: astudes kinniköitmata paadist kaldale. Enne väljaastumist on paat koos inimesega
paigal ja nende koguimpulss null. Astumisel hakkab inimene kalda poole liikuma ja omab
teatud impulssi. Et koguimpulss ei muutu ja jääb nulliks, saab paat vastassuunalise impulsi
ning eemaldub kaldast.
1 radiaan on selline kesknurk φ, kus pöörderaadius on võrdne läbitud kaare pikkusega
360° = 2π rad.
1° = 2
𝜋 / 360𝑟𝑎𝑑 = 𝜋 / 180 𝑟𝑎𝑑 = 0,0175 𝑟𝑎𝑑
1
𝑟𝑎𝑑 = 360° / 2𝜋 = 180° / 𝜋 = 57,3°
φ =
𝑙 / r
φ= nurk (1 rad)
l= kaare pikkus (1 )
r= raadius (1 )
nurkkiirus muutuval liikumisel Mitteühtlasel liikumisel ei pruugi võrdsete
ajavahemike kestel läbitud pöördenurk trajektoori erinevates paikades ühesugused
olla ja järelikult nurkkiirus muutub. Sellise muutuva liikumise iseloomustamiseks ei
saa leida nurkkiirust ühtlase nurkliikumise valemi järgi, kuna tulemus sõltub nüüd
mõõtmiseks valitud ajavahemikust ning pöördenurgast.
nurkkiirus muutumatul liikumisel Ühtlase liikumise korral läbib keha mistahes
võrdsete ajavahemike kestel võrdsed pöördenurgad. Sel juhul annab valem
𝜔 = φ / t nurkkiiruse jaoks kogu aeg sama tulemuse ja nurkkiirus on järelikult
muutumatu
hetk nurkkiirus on nurkkiirendus kindlal ajahetkel
𝜔 = lim Δ𝑡→0 Δφ / Δ𝑡 = 𝑑φ / 𝑑t
𝜔 = 𝑑φ / 𝑑t
𝜔= nurkkiirus (1 rad/s)
φ= pöördenurk (1 rad)
nurkkiirendus nimetatakse nurkkiiruse muutumist ajas. Nurkkiirendus näitab kui kiiresti
muutub kiirus ajaühikus.
hetk nurkkiirendus on nurkkiirendus kindlal ajahetkel
β =
𝑑𝜔 / 𝑑𝑡
β= nurkkiirendus (1
𝑟𝑎𝑑 / 𝑠2 )
𝜔= nurkkiirus (1 rad/s)
t= aeg (1s)
Periood nimetatakse ajavahemikku, mille jooksul läbitakse üks täisring
T= t / N
T= periood (1 s)
t= ajavahemik ( 1 s)
N= täisringide arv
sagedus nimetatakse ajaühikus tehtavate täisringide arvu. Sageduse tähiseks on f.
f= N / t
f= sagedus (1 Hz)
t= ajavahemik ( 1 s)
N= täisringide arv
f= 1 / T
f= sagedus (1 Hz)
T= periood (1 s)
Jõuõlg on jõu mõjusirge kaugus keha pöörlemisteljest
Näide: ukse avamisel on link pikk
jõumoment nimetatakse jõu korrutist jõu õlaga
M= F x l
M= jõumoment (Nm)
F= jõud (1 N)
l= jõuõlg (m)
M= F x r x sin α
M= jõumoment (Nm)
F= jõud (1 N)
r= pöörlemistelje kaugus jõu rakenduspunktist (1 m )
α=
impulsimoment on võrdne pöörleva keha inertsimomendi I ja nurkkiiruse
⍵ korrutisega:
L= I x
⍵
L= impulsimoment (kg x m^2/ s)
I= Inertsimoment (kg·m²)
⍵= nurkkiirus (m / s)
impulsimomenti jäävuse seadus väidab, et kui ringliikuises olevale kehale ei mõju
välist jõumomenti, on keha impulsimoment jääv suurus
siis
M= kehale mõjuv jõumoment (Nm)
L= impulsimoment ()
Harmooniline võnkumine nimetatakse sellist võnkumist, mille korral keha liikumist
kirjeldab siinus- või koosinusfunktsioon. Vastavalt kõneldakse ka siinus- ja koosinus
võnkumisest
Hüdro ja aerodünaamika alused
Rõhk näitab pindalaühiku kohta mõjuvat jõudu
p= F / S
p= rõhk (1 Pa)
F= jõud (1 N)
S= põhjapindala (1 m2)
Tihedus on füüsikaline suurus, mis näitab, kui suur on ühe ruumalaühiku aine mass
ⲣ= m / V
ⲣ= tihedus ( 1 kg / m3)
m= mass (1 kg)
V= ruumala (1 m3)
Archimedese seadus väidab, et Igale vedelikus või gaasis asetsevale kehale mõjub
üleslükkejõud, mis on võrdne selle keha poolt väljatõrjutud vedeliku või gaasi maasiga
𝐹𝐴 = ρ𝑣𝑒𝑑𝑒𝑙𝑖𝑘𝑉𝑔
FA= Archimedese jõud (1 N)
ρ= vedeliku tihedus (1 kg / m3)
V= ruumala (1 m3)
g= gravitatsioonijõud (g= 9,81 m/s2)
Archimedese ehk üleslükkejõud on jõud, mis mõjub raskusjõule vastupidises suunas
Ujumise (uppumise) tingimused
FA = Fr heljub (ei liigu üles ega alla)
FA > Fr tõuseb üles
FA < Fr vajub alla
Voolu pidevuse võrrand
Tuleb massi jäävuse võrrandist, see tähendab, et olenemata ristlõike pindalast ja kiirusest on
nende korrutis täpselt sama, kui erinevate ristlõigetega toru läbib sama aine sama massiga
𝑆𝑣 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡
Bernoulli võrrand ja selle rakendused
seob voolava
vedeliku rõhu, voolu kiiruse ja asendi
potentsiaalse energia ning kirjeldab
energia tasakaalu voolava vedeliku joas
ρ(
𝑣 1 2) / 2 + ρ𝑔ℎ1 + 𝑝1 = ρ(𝑣2 2) / 2 + ρ𝑔ℎ2 + 𝑝2
ρ(
𝑣 2 2) + ρ𝑔ℎ + 𝑝 = 𝑐𝑜𝑛𝑠t
Bernoulli võrrandiga on seotud paljud nähtused ja seadmed aero- ja hüdrodünaamikas (sh
lennundus ja laevandus, pneumaatikas ja hüdraulikas
Nt lennuki tiibade kuju on seotud bernoulli võrrandiga, sest kuna all on suurem rõhk tekib
tõukejõud
hääletorudes tekib samamoodi erinevad rõhud
Kavitatsioon, selle tekkepõhjused ja selle mõju on nähtus, kus vedeliku voolamisel
voolu pidevus katkeb ja vedelikku tekivad tühikud ehk kavernid. Tühikute teke on seotud
vedeliku rõhu langemisega alla tema aurumise kriitilist rõhku. Vedelik aurustub ja vedelikus
tekivad vedeliku auru mullid. Samuti võib madalal rõhul vedelikust eralduda temas
lahustunud õhk. Õhu ja vedeliku auru mullid kaovad, kui rõhk vedelikus uuesti suureneb.
Kavitatsiooni korral toimub mullide tekkimine ja kadumine suure sagedusega (kuni 1000
korda sekundis) ja see põhjustab lööke ning vibratsiooni. Metalli pinnaga kokku puutudes
tekitab kavitatsioon metalli pinnakihis pulseerivaid pingeid, mis põhjustavad metalli väsimist
ja kulumist.
Soojusõpetus
Gaas on
aine agregaatolek, milles
osakesed (aatomid ja
molekulid) liiguvad vabalt, olemata
püsivas vastasmõjus aine teiste osakestega
Ideaalse gaasi mudel
Aineosakesi vaadeldakse punktmassina, Osakeste vahelised jõud puuduvad ja Põrked
osakeste vahel on absoluutselt elastsed
Termodünaamika I seadus
Termodünaamika I seaduse erinevaid sõnasusi: Esimest liiki perpetum mobile on võimatu.
Suletud süsteemi siseenergia U on muutumatu ehk ∮dU=0. Seega energia ei tekki ega ei kao,
vaid muundub ühest liigist teise
Termodünaamika II seadus
Termodünaamika II seaduse erinevaid sõnasusi: Teist liiki perpetum mobile on võimatu.
(Oswald) Soojus ei saa iseenesest üle minna külmalt kehalt kuumemale. (Clausius) Ei ole
võimalik ehitada perioodiliselt töötavat masinat, mis muudab pidevalt soojust tööks, ainult
ühe keha jahtumise arvelt. (Kelvin) Isoleeritud süsteemis kulgevad kõik protsessid entroopia
kasvu suunas. (Clausius) Kui te avate purgi, mis on täis usse, siis ainus viis neid purki tagasi
saada on võtta suurem purk (Murphy). Entroopia S on ekstensiivne suurus, mis kirjeldab
vaadeldava süsteemi erinevate võimalike juhuslike ümberpaigutuste arvu. Tegemist on
korratuse mõõduga.
Clapeyroni ehk ideaalse gaasi olekuvõrrand
on võrrand, mis seob
ideaalse gaasi olekuparameetreid
rõhku ja
ruumala, kui see gaas on
tasakaaluolekus
pVm = RT
𝑝𝑉 = (𝑚 / 𝑀) x 𝑅T
Vm= molaarne ruumala (1 m3 /mol)
V= gaasi ruumala (1 m3)
p= gaasi rõhk (gaasi osakeste põrked anumas seintega) (1 Pa)
T= gaasi absoluutne temperatuur (1 K)
R= universaalne gaasikonstant (R=8,314 J/(K∙mol))
M= gaasi molaarmass (1 kg/mol)
Isobaariline protsess füüsikaline suurus, kus rõhk ei muutu
isohooriline protsess füüsikaline suurus, kus ruumala ei muutu
isotermilised protsess füüsikaline suurus, kus temperatuur ei muutu
adiabaatiline protsess füüsikaline suurus, kus puudub soojusvahetus
Van der Waalsi gaasi mudel ja selle võrrand
Aineosakesed hõivavad ruumiosa b, seega vaba ruumi suurus on V-b. Osakeste vahel
mõjuvad van der Waalsi jõud, mis tekitavad lisarõhu a/V2
(
𝑝 + a / 𝑉𝑚ol2) (𝑉 − 𝑏) = 𝑅T
a= antud gaasi osade vastastikmõju iseloomustav konstant
b= gaasi osakeste ruumala (1 m3 ).
Vedelik on aine agregaatolek, kus aineosakesed on rohkem seotud, kui gaasis, kuid ainel
puudub kindel kuju, nagu tahkisel
Lähikord (vedelikul) osakesed paigutuvad lähinaabrite suhtes enam-vähem korrapäraselt,
kuid kaugemate osakeste suhtes korrapära puudub
kaugkord (tahkisel) osakesed paigutuvad kõik korrapäraselt
Viskoossus on molekulide sise hõõrdumisest tekkiv voolamise võime. See on vedelike ja
gaaside sisehõõrde mõõt
𝐹𝑠 / 𝑆 = 𝜂 x (𝑑𝑣 / 𝑑𝑟)
Fs= sisehõõrdejõud (1 N)
η= viskoossus (1 Pa∙s)
𝑑𝑣 / 𝑑𝑟= kiiruse gradient (1 m/s2)
Tahkised on aine agregaatolek, kus aineosakesed on kindlalt seotud ja ainel on
kristallstruktuur
Kristallstruktuur on
aine ehituse laad, mis seisneb
aatomite korrastatud ja regulaarselt
korduvas paigutuses
Amorfsed ained on füüsikalisi omaduste poolest lähedased tahkistele, kuid struktuuri
poolest suure viskoossusega vedelikud
Faasid on aine struktuuri vorm, milles
keemiline koostis ja
füüsikalised omadused on selle
aine ulatuses ühesugused
agregaatolekud ja nende üleminekud on
aine vorm, mille määrab tema
molekulide
soojusliikumise iseloom
Faaside ülemineku siirdesoojused on soojushulk, mis aine üleminekul ühest olekust
teise neeldub või eraldub aine ühe massiühiku kohta. Siirdesoojuse ühik on džauli
kilogrammi kohta
sulamissoojus on ühikulise massiga ainekoguse sulatamiseks kuluv või tahkumisel eralduv
soojushulk
λ= sulamissoojus (1 J / kg)
Q= soojushulk (1 J)
m= mass (1 kg)
aurumissoojus sh keemissoojus on soojushulk, mis kulub 1 massiühiku vedeliku
muutmiseks auruks antud rõhul. keemissoojus on aurumissoojus keemistemperatuuril
Q=LM
L= aurustumissoojus (1 J / kg)
Q= soojushulk (1 J)
m= mass (1 kg)
rekristallisatsiooni soojus kristallstruktuuri muutmiseks kuluv/eralduv soojus
sublimatsiooni soojus sublimatsiooniks või desublimatsiooniks kuluv soojus
Faasidiagramm ehk olekudiagramm on
diagramm, kus enamasti
temperatuuri ja rõhu
teljestikus kujutatakse
termodünaamilise süsteemi tasakaalulist olekut
Termodünaamika I seadus Suletud süsteemi siseenergia U on muutumatu ehk ∮dU=0.
Seega energia ei tekki ega ei kao, vaid muundub ühest liigist teise
Suletud süsteemi koguenergia on jääv
ΔU=Q-A
ΔU= siseenergia muut (1J)
Q= väliskeskkonnast saadav (>0)/antav (<0) soojushulk (1J)
A= välisjõudude poolt (>0)/vastu (<0) tehtav töö (1J)
Esimest liiki igiliikur teeb
tööd eimillegi arvelt ehk väljastab rohkem
energiat, kui on vaja
masina käigushoidmiseks
Termodünaamika II seadus Isoleeritud süsteemis kulgevad kõik protsessid entroopia
kasvu suunas
Keha, mille soojusenergia arvelt midagi tehakse, ise jahtub ja mõni teine keha peab selle
soojusenergia arvelt soojenema.
soojus ei saa minna iseeneslikult külmemalt kehalt soojemale
Entroopia on ekstensiivne suurus, mis kirjeldab vaadeldava süsteemi erinevate võimalike
juhuslike ümberpaigutuste arvu. Tegemist on korratuse mõõduga
Termodünaamika seaduste statistiline iseloom Kergemate (lamedam) ja raskemate
(teravam) gaasiosakeste liikumiskiiruste jaotus kindlal temperatuuril
Maxwelli jaotus
Kuna rõhk ja siseenergia avaldusid keskmise kiiruse kaudu, peaks molekulaarfüüsika
seisukohalt olema lõpmatu arv kiiruste jaotusi, mis vastavad ühele ja samale olekule (samale
temperatuurile). Molekulaarfüüsikas väidetakse, et kõigist neist võimalikest jaotustest on üks
suurima tõenäosusega jaotus, mida nimetatakse tasakaaluliseks jaotuseks. Molekulide
omavaheliste põrgete käigus toimub pidev energiavahetus, mille tõttu muutuvad molekulide
kiirused ja lõppkokkuvõttes ka kiiruste jaotuse iseloom
ElektromagnetismCoulombi (kuloni) seadus kaks punktlaengut q1 ja q2 mõjutavad teineteist jõuga FC ,
mis on võrdeline nende laengute korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse r
ruuduga
𝐹𝐶 = [1 / (4πε0ε)] x [(𝑞1𝑞2) / 𝑟2]
Coulombi jõud (1 N)
q= elektriline laeng (1 C)
ε0= vaakumi dielektriline läbitavus (ε0 = 8,85 ∙ 10^−12
𝐹 / 𝑚)
ε= antud keskkonna suhteline dielektriline läbitavus.
r= raadius (1 m)
Kulooniline jõud
on võrdeline nende laengute korrutisega ja pöördvõrdeline
nendevahelise kauguse r ruuduga
Laengud on
füüsikaline suurus, mis iseloomustab
elementaarosakest ja on selle kõigis
vastastikmõjudes jääv suurus
Elektriväli ja selle graafiline kujutamine Elektrivälja tugevus näitab, kui suur jõud
mõjub selles väljas ühikulise positiivse laenguga kehale
E= F / q
E – elektrivälja tugevus (vekt. suurus) (1
𝑉 / 𝑚 (= 1 𝑁 / 𝐶 ))
F= jõud (1 N)
q= laeng (1 C)
Elektriväli juhis
Igas elektrijuhis leidub alati palju vabalt liikuvaid laengukandjaid.
Tavaliselt liiguvad
laengukandjad juhi sees kaootiliselt.
Elektriväljas hakkavad laengud liikuma suunatult.
Laengukandjate suunatud liikumine toimub alati nii, et väli juhi sees nõrgeneb. Liikunud
elektronide arv tühine võrreldes üldarvuga!
Ev = - Es ⇒ Ev + Es = 0
Pinge elektrivälja kahe punkti potentsiaalide vahe
𝑈 = φ1 − φ2
U= pinge (1 V)
φ= välja pinge (1 V)
elektromotoorjõud Suurus, mis on võrdne positiivse ühiklaengu kohta tuleva
kõrvaljõudude tööga
ε =
𝐴/ q
ε= elektromotoorjõud (1 V)
A= töö (1 J)
q= laeng (1C)
sisetakistus
on elektrienergia allika, näiteks
keemilise vooluallika iseenda takistus
laengukandjate liikumisele ehk elektrivoolule
Mahtuvus on
füüsikaline suurus, mis iseloomustab elektrit juhtiva keha või
kondensaatori
võimet salvestada
elektrilaengut
𝐶 = 𝑞 / U või C=(epsilon0*epsilon*S)/d
C= mahtuvus (1 F)
q= laeng (1 C)
U= pinge(1V)
Epsilon0- vaakumi dielektriline läbitavus 8,85*10^-12 F/m
Epsilon- antud keskkonna dielektriline läbitavus
d- plaatide vaheline kaugus (1m)
Muutumatu voolutugevus ehk alalisvool on elektrivool konstantne ehk igal ajahetkel
läbib vooluringi üks ja sama laeng
𝐼 = 𝑞 / 𝑡
I= voolutugevus (1 A)
q= laeng (1 C)
t= aeg (1 s)
muutuv voolutugevus on Vooluringi läbiv elektrivool ei ole alati sama suur
i = dq/dt
i= voolutugevus (1 A)
q= laeng (1 C)
t= aeg (1 s)
Elektrivool metallides on väga hea juhtivusega, sest aines on palju vabu laengukandjaid.
Metallides loetakse voolu suunaks elektronide liikumisele vastupidist suunda
𝑅 = ρ x (𝑙 / S)
R= takistus (1 Ω)
ρ= eritakistus (1 Ω x m)
l= pikkus (1 m)
S= ristlõike pindala (1 m^2)
Elektrivool gaasis üldjuhul on dielektrikud v.a korral, kui gaas ioniseerida
Elektrivool vedelikes Vedelikes on vabadeks laengukandjateks positiivsed ja negatiivsed
ioonid, s.t elektrilaenguga aatomid või molekulid (kui vedelik ei ole vedel metall).
Elektrolüütideks nimetatakse aineid, mille lahused juhivad elektrivoolu.
Elektrivool pooljuhtides parem kui dielektrikutel, samas halvem kui elektrijuhtijatel
pn-siire on
monokristallilise pooljuhi ala, milles toimub üleminek
aukjuhtivuselt
(p-juhtimiselt)
elektronjuhtivusele (n-juhtivusele). Niisuguse ülemineku eri omaduseks on
tõkkekihi moodustumine negatiivse ja positiivse
ruumlaengu mõjul
aukjuhtivus on pooljuhtide
elektrijuhtivus, kus
laengukandjateks on augud. Pooljuhile
välise
elektrivälja rakendamisel hakkavad augud liikuma
elektronide liikumisele vastassuunas
Ohmi seadus mööda homogeenset metallijuhti kulgeva voolutugevus I on võrdeline
pingega U juhis
𝐼 = 𝑈 / R
I= voolutugevus (1 A)
U= pinge (1 V)
R= takistus (1 Ω)
Kirchoffi reeglid jada ja rööpühenduse jaoks
𝐼𝑗𝑎𝑑𝑎 = 𝐼1 = 𝐼2 = … = 𝐼𝑛
𝑈𝑗𝑎𝑑𝑎 = 𝑈1 + 𝑈2 + … + 𝑈𝑛
𝑅𝑗𝑎𝑑𝑎 = 𝑅1 + 𝑅2 + … + 𝑅𝑛
𝐼𝑟öö𝑝 = 𝐼1 + 𝐼2 + … + 𝐼𝑛
𝑈𝑟öö𝑝 = 𝑈1 = 𝑈2 = … = 𝑈𝑛
1 /
𝑅𝑟öö𝑝 = 1 / 𝑅1 + 1 / 𝑅2 +. . + 1 / 𝑅𝑛
Joule – Lenzi seadus väidab, et Juhis elektrivoolu toimel eraldunud soojushulk on
võrdeline voolutugevuse ruuduga, juhi takistuse ja voolu toimumise ajaga
𝐴 = 𝑄 = 𝐼^2 x 𝑅 x t
A= töö (1 J)
Q= soojushulk (1 J)
I= voolutugevus (1 A)
R= takistus (1 Ω)
t= aeg (1 s)
Magnetism on
füüsikaliste nähtuste kogu, mis avaldub kehade vastastikuses mõjus
magnetvälja kaudu
Ampere'i jõud (jõud kahe vooluga juhtme vahel) väidab, et Kui kahe paralleelse,
vaakumis asuva, ühesuguse muutumatu voolutugevusega, lõpmata pikka ja lõpmata
peenikese, sirgjuhtme vahel tekib iga meetri pikkuse lõigu kohta jõud 2,7∙10-7 N, siis nendes
oleva elektrivoolu tugevus on 1 A
𝐹𝐴 = (μ0μ) / 2π x (𝐼1𝐼2𝑙) / r
FA= ampere'i jõud (1 N)
I= voolutugevused 1. ja 2. juhtmes (1 A)
l= juhtmelõigu pikkused (1 m)
r= kahe juhtme vaheline kaugus (1 m)
μ= antud keskkonna magnetiline läbitavus (näitab mitu korda on jõud antud keskkonnas
suurem, kui vaakumis)
μo= antud keskkonna magnetiline läbitavus (μo=4π∙10-7 H/m)
Ampere'i seadus (jõud juhtmele, mis on paigutatud magnetvälja) Hiljem on
seadust esitatud üldistatult:
magnetväljas asuvale vooluga juhtmelõigule mõjuv jõud
𝐹𝐴 = 𝐵𝐼𝑙 sin 𝛼
FA= Ampere'i jõud (1 N)
B= magnetinduksioon, mis iseloomustab magnetjõude antud punktis (1 T)
I= voolutugevus (1 A)
l= pikkus (1 m)
𝛼=nurk magnetvälja suuna ja voolutugevuse suuna vahel
vasaku käe reegel Kui panna vasak käsi nii, et magnetvälja jõujooned on suunatud
peopessa ning sõrmed näitavad voolu suunda (positiivsete osakeste liikumise suunda), siis
väljasirutatud pöial näitab juhtmele mõjuvat suunda
alalisvoolu mootori ehitus ning tööpõhimõte Mootori töötamise ajal libisevad kaks
staatilist harja rootori pöörleval kommutaatoril ning hoiavad mähiseid pinge all. Mootori
pöörlemissuuna määrab toitepinge polaarsus. Kui mootorit on vaja juhtida ainult ühes suunas,
võib toitevoolu anda relee või muu lihtsa lülitusega, kui mõlemat pidi, siis kasutatakse
H-silla-nimelist elektriskeemi. H-sillas tüürivad mootori pöörlemiseks vajalikku voolu neli
transistori (või nende gruppi). H-silla elektriskeem meenutab H-tähte - sellest ka nimi. H-silla
eripära seisneb mootorile mõlemat pidi polaarsuse rakendamise võimaluses
Juhtme magnetvälja kujud ning suundpüsimagneti (sh Maa)magnetvälja kujud ning suund
elektromagneti magnetvälja kujud ning suund
vooluga juhtme (kruvireegel) magnetvälja kujud ning suund Kui kruvi kulgemise
suund (parema käe väljasirutatud pöial) näitab voolu suunda, siis selle pöörlemise
(kõverdatud
sõrmede)
suund
näitab
magnetvälja
jõujoonte
suunda
Lorentzi jõud mõjul hakkavad laetud osakesed q liikuma suunatult pikki traati Lorentzi jõu
suunas ja selles traatraamis (mähises) tekib laetud osakeste suunatud liikumine ehk
elektrivool I (suletud vooluringi korral) VIRMALISED
FL= qvB sin a
FL= Lorentzi jõud (1 N)
q= laeng (1 C)
v= kiirus ( 1 m/s)
B= magnetinduktsioon (1 T)
a= nurk magnetvälja suuna ja voolutugevuse suuna vahel
Faraday elektrolüüsi seadus elektroodil eraldunud aine mass on pöördvõrdeline vastava
aine iooni laenguga
m=(Q/F)*(M/z)
m-elektroodidel asuva ainehulga mass (1kg)
Q-elektrolüüti läbiv laeng (1c)
M-aine molaarmass (1kg/mol)
z-elektrolüüsi üksikaktis osalevate elektronide arv (ühikuta)
Faraday induktsiooni seadus on seaduspärasus, mille järgi on
elektromagnetilise
induktsiooni elektromotoorjõud on võrdeline
magnetvoo muutumise
kiirusega
Kinnise kontuuriga piiratud pinda läbiva magnetvoo muutumisel indutseeritakse kontuuris
elektromotoorjõud
Ei= elektromagnetiline induktsiooni elektromotoorjõud
Φ= magnetvoo muutumine;(1Wb)
t= ajamuut (1 s)
Lenzi reegel on reegel
induktsioonivoolu suuna määramiseks. Suletud kontuuris tekkiv
induktsioonivool on suunatud nii, et tema
magnetvoog läbi kontuuri pinna püüab
kompenseerida induktsioonivoolu esilekutsuvat magnetvoo muutumist.
Optika
Valgusvoog on valguse suurus, mis väljendab kiirgusvoo valguslikku toimet silmale
valgustugevus väljendab punktikujulisest valgusallikast lähtuva valgusvoo suurust antud
ruuminurgas
valgustatus väljendab valgustatava pinnaühikule langevat valgusvoogu
Footon valgusosake ehk kvant
Elektromagnetlained laetud osakeste kiiratav ja neelatav energia, mis kandub ruumis
edasi lainena, milles elektri- ja magnetvälja komponendid võnguvad teineteise ja laine
levimise suuna suhtes risti, olles üksteisega samas faasis
Valgus ja teised erineva lainepikkusega elektromagnetlainetused (raadiolaine,
infrapunakiirgus, ultravioletne k.,. jne)
Lainepikkusega 380 nm liikuvat kiirgust tajub
inimsilm lilla värvina ja 700 nm
lainepikkusega lõpeb punase
värvusena tajutava valguse ala
Interferents lainete liitumise nähtus
difraktsioon lainete levimine tõkete taha
lainepikkus nimetatakse
füüsikas kaugust kahe teineteisele lähima samas
faasis võnkuva
punkti vahel
ƛ= lainepikkus ( 1m)
v= kiirus (1 m/s)
f= sagedus (Hz)
levimiskiirus väljendab
kiirust, millega
laine (või selle punkt) mingis keskkonnas edasi
liigub
Peegeldumisseadus väidab, et Langemisnurk on alati võrdne peegeldumisnurgaga.
α = β
Snelliuse valem kirjeldab matemaatiliselt langemisnurga ja murdumisnurga vahelist seost,
kui valguslaine (või mõni muu
laine) läbib kahe
isotroopse keskkonna piirpindala
𝑛 = sin 𝜶 / sin 𝜸 = 𝒏𝟐 / 𝒏𝟏 = 𝒗𝟏 / 𝒗2
α= langemisnurk (nurk langeva kiire ja pinna ristsirge vahel) (1 rad)
β= peegeldumisnurk (nurk peegeldunud kiire ja pinna ristsirge vahel) (1 rad)
γ= murdumisnurk (nurk murdunud kiire ja pinna ristsirge vahel) (1 rad)
n1,2= esimese ja teise keskkonna absoluutne murdumisnäitaja(vaakumi suhtes)
n= kahe keskkonna vaheline suhteline murdumisnäitaja(1keskkond teise suhtes);
v1,2= valguse kiirus esimeses ja teises keskkonnas (1 m/s)
langemisnurk nurk langeva kiire ja pinna ristsirge vahel
peegeldumisnurk nurk peegeldunud kiire ja pinna ristsirge vahel
murdumisnurk nurk murdunud kiire ja pinna ristsirge vahel
Fookus ehk tulipunkt on punkt
optikasüsteemi optilisel teljel, milles koondava või hajutava
süsteemi toimel lõikuvad valguskiired
fookuskaugus optilise süsteemi paepunkti ja
fookuse vaheline kaugus
1 / f= 1 / a1 + 1/ a2
f= fookuskaugus (1 m)
a1= eseme kaugus peeglist (1 m)
a2= kujutise kaugus peeglist (1 m)
optiline tugevus on
suurus, mis iseloomustab
läätse või läätsedest koosneva
optikasüsteemi valguse murdumise võimet
D= optiline tugevus (1 dpt)
f= fookuskaugus (1 m)
Läätsed ja nende liigitus tööpõhimõtePeegel Valguskiir langeb peegli pinnale ja põrkub sellelt tagasi, kusjuures langemisnurk
võrdub peegeldumisnurgaga. Kui valguskiir langeb peegli pinnaga risti, siis peegeldub ta
täpselt sinna, kust tuli.
sirge mis läbib nende kerade keskpunkte, nimetatakse läätse optiliseks peateljeks. Kõik
teised sirged, mis läbivad läätse keskpunkti, on optilised teljed
Hajutav lääts on keskelt õhemad kui äärest. Nõgusläätsest läbi minnes valgus kiired
hajuvad, seepärast nimetatakse selliseid läätsi ka hajutavateks läätsedeks. Hajutab
valguskiired selliselt, et nende pikendused kohtuvad fookuspunktis.
Koondav lääts on keskelt paksemad kui äärest. Koondab valguskiired fookuspunktis.
Aineehitus ja keemia
Thompsoni aatomimudel Positiivne lauguga aatomis on ühtlaselt jaotatud negatiivsed
elektronid nagu rosinad pudingis; Elektronide kogulaeng on tuuma positiivse laenguga sama
suur ja aatom on kokku neutraalne.
Rutherfordi aatoimimudel Positiivse tuuma ümber tiirlevad negatiivsed elektronid
justkui planeedid ümber päikese;
Kui elektronid oleksid liikumatud tõmbaks neid
kulooniline jõud tuuma külge. Elektroni tiirlemist ümber tuuma võib vaadelda võnkumisena;
Võnkuv laetud osakene tekitab energiat kandva elektromagnetkiirguse; Kiirgav elektron
kaotab energiat ja tema orbiidi kõrgus väheneb; Kõik elektronid peaksid langema tuumale
vähem kui 10-9 s jooksul. Reaalsuses seda aga ei juhtu.
Bohri aatomimudel Elektonid aatomis võivad asuda ainult diskreetsetel (kindlatel)
orbiitidel, mis on määratud aatomi statsionaarsete olekutega; Diskreetsel orbiidil olles
elektron ei kiirga:
Bohri postulaadid (millal aatom kiirgab või neelab valguskvanti) Üleminekul
ühest statsionaarsest olekust teise aatom kiirgab või neelab energiakvandi (footoni). Neelates
liigub kõrgema energiatasemega orbiidile Liikudes madalama energiatasemega orbiidile
kiirgab Kiiratava/neelatava footoni energia vastab ülemineku orbiitide energiate vahega:
ΔE=E2 -E1
Kvandi energia Mida suurem on orbiitide energia erinevus, seda suurema energiaga
(suurem sagedus ja väiksem lainepikkus) footon kiiratakse
E=hf,
E= energia (1 J)
f (vahel ν)=on sagedus (1 HZ)
h= plancki konstant
Pauli keelu printsiip Ühes aatomis ei saa olla kahte samasuguse kvantarvuga elektroni;
Igas elektronkihis on aatomorbitaalid, mille peal paiknevad elektronid
De Broglie lainepikkus ja seletus, miks on diskreetsed orbiidid ja miks kui
elektron on nendel, siis aatom ei kiirga ehk mateerialained on
mikroosakeste
kvantmehaanilist olekut iseloomustavad
lained Elektron on nagu footongi osake, mis omab
lainelisi omadusi; Aatomis olles, on elektron suletud laine ja seetõttu ta ei kiirga; de Broglie
lainepikkust omavad kõik massiga osakesed.
λ-lainepikkus 1m,
h-Plancki konstant 6.63x10-34
, m-footoni mass,
v-kiirus.
Tunneli efekt nimetatakse
mikroosakese läbiminekut
potentsiaalibarjäärist. Tegemist on
kvantmehaanika nähtusega, kus nt
elektronid on suutelised läbima lõpliku paksuse ja
kõrgusega
potentsiaalibarjääri ehk
potentsiaalse energia barjääri, sest omavad
laineomadusi
Perioodilisustabel on
süsteem, mille moodustavad kindla seaduspära järgi muutuvate
omaduste alusel reastatud
keemilised elemendid, mis on jagatud
rühmadesse ja
perioodidesse
perioodid määravad orbitaalide arvu
rühmad
määravad väliskihi elektronide konfiguratsiooni;
Ühte rühma kuuluvatel
elementidel on sarnased keemilised omadused.
aatomi laengu number (järjekorranumber) näitab elemendi tuumalaengut, mis
tuleneb prootonite arvust tuumas (sama suur on elektronide kogulaeng aatomis)
kovalentne side ehk aatomside Omavad ühe ja sama mittemetalli aatomid või väikese
elektronegatiivsusega aatomid;
Kandvat osa etendab elektronkatte väliskihi elektronide
(valentselektronide) vastastikune toime, mille tagajärjel hakkavad kaks aatomit jagama
väliskihi elektronide paari.
metalliline side Valentselektronid moodustavad metallides n-ö elektrongaasi; Elektronid
liiguvad vabalt positiivse laenguga metalli ioonide vahel olles justkui kõikide ioonide ühises
omandis; Sideme moodustamiseks peab elektronegatiivsus olema madal.
iooniline side Tekkib kui kahe lähedalasuva aatomi elektronegatiivsuste vahe on väga suur
(näiteks metalli ja mittemetalli aatom); Väikese elektronegatiivsusega aatom, ei suuda hoida
elektronpaari ja selle omandab täielikult suurema elektronegatiivsusega aatom: Elektronpaari
kaotanud aatom muutub positiivseks iooniks;
Elektronpaari omandanud aatom muutub
negatiivseks iooniks; Kahe vastastikuse laenguga iooni vahel mõjub kulooniline jõud, mis
moodustab ioonide vahel püsiva sideme.
Merevee koostis, merevees leiduvad soolad ja nende osakaal Enamus soolast
moodustab NaCl; Soolsus sõltub vee juurdevoolust, aurumisest, sademetest jmt; Kõrgeim
Punases meres (42‰);
Madalaim Soome lahes (1-2‰);
On ka kõrgema soolsusega
veekogusid;
Merevee soolasus on 35‰; Merevee soolsuse põhjusel pole ühist seletust, on mitmeid
teooriaid;
Pihused (disperssed süsteemid) on
füüsikalises keemias kahe- või enama faasiline
süsteem, kus
pihustunud aine (dispersne faas) asub dispersioonikeskkonnas
dispersne faas pihustunud aine
dispersne keskkond pihustunud keskkond
Disperssete süsteemide klassifikatsioon suuruse järgi
jämedisperssed – osakeste suurus > 10-5 m;
keskdisperssed ehk mikroheterogeensed – osakeste suurus 10-5 – 10-6 m;
kõrgdisperssne ehk kolloidne – osakeste suurus > 10-7 – 10-9 m.
Kolloidlahus ja selle erinevus tõelisest lahusest Kolloidlahusest valguskiire
läbimisel on seda näha, tõelises lahuses seda aga näha ei ole
Pihuste klassifikatsioon agregaatoleku järgi (näidetega) keskkonna ja faasi
vahelise jõu järgi (lüofiilsed ja lüofoobsed) ning osakeste liikuvuse järgi
(vabadisperssed ja seosedispersed)
Tahke Gaasiline- Tolm, suits, sudu
Tahke Vedel- Kolloidlahused, suspensioonid
Tahke Tahke- Tahked kolloidlahused
Vedel Gaasiline- Aerosoolid
Vedel Vedel- Emulsioonid
Vedel Tahke- Vedelik poorses kehas
Gaasiline Gaasiline- Gaasilised süsteemid tiheduse fluktuatsioonid
Gaasiline Vedel- Gaasilised emulsioonid, vahud
Gaasiline Tahke. Poorsed ja kapillaarsed kehad
Lüofiilsed-
Tugev
vastastikmõju
DF/DK
vahel
(tugev
faaside
vaheline
vastastikmõju),Termodünaamiliselt
püsivad
(tasakaalulised) Võib saada spontaanse
dispegreerimisega Näited: želatiinilahus, vesilahustuvad valgud vees, kautšuk benseenis, seep
vees, kolloidsed PAA, kriitilised emulsioonid, mõned jahutavad määrdevedelikud jt.
Lüofoobsed- Nõrk vastastikmõju DF/DK vahel (nõrk faaside vaheline vastastikmõju)
Termodünaamiliselt ebapüsivad Nende saamiseks tuleb teha tööd Näited: metallide
kolloidlahused vees, vähelahustuvate ainete osakesed vees, vee tilgad orgaanilises lahustis jt.
Vabadisperssed – dispersoidi osakesed pole omavahel seotud ja asuvad teineteisest suurel
kaugusel, saades vabalt liikuda teineteise suhtes. Siia kuuluvad suspensioonid, emulsioonid,
kolloidlahused.
Seosedisperssed – dispersoidi osakesed on teineteisega seotud molekulide vaheliste
jõududega, moodustades dispersses keskkonnas omapäraseid ruumilisi struktuure.
Lõhustumis meetod Mehaaniline, elektriline jne. Lihtsustamiseks kasutatakse kõvaduse
vähendajaid ained, mis suurendavad dispergeerimise efektiivsust mikropragude tekitamise
arvelt (Rebinderi efekt)
Kondensatsiooni meetod põhinevad molekulide assotsieerumisel agregaati tõelisest
lahusest. võib sõltuvalt tingimustest saada suvalise dispersusastmega süsteemi.
Pihuste optilised omadused Disperssete süsteemide optiliste omaduste juurde kuuluvad:
valguse neeldumine, peegeldumine, murdumine, läbipaistvus, valguse hajutamine;
Kolloidkeemia objektide optiliste omaduste eripärad on määratud nende kahe põhitunnusega:
heterogeensus ja disperssus; Optiliste omaduste uurimine on kõige kiirem ja kättesaadavam
vahend osakeste mõõtmete, kuju ja kontsentratsiooni määramisel. Kolloidsüsteemide jaoks
on kõige iseloomulikumad valguse neeldumine ja hajutamine. Näiteks: ühes toanurgas lastud
lõhnaõli täidab peagi terve ruumi lõhnaga, vedelikku kukkunud värv muudab peagi terve
vedeliku seda värvi, kahe metalli kokku panemisel muutuvad need aja möödudes üheks
(osakesed tungivad teineteise vahele)
Osmoos on lahusti (näiteks vee) difusioon läbi poolläbilaskva membraani, kusjuures lahusti
liigub madalama kontsentratsiooniga lahusest (vee puhul kõrgem veepotentsiaal) lahusesse,
kus on kõrgem lahustunud aine kontsentratsioon (vee puhul madalam veepotentsiaal).
Näiteks: soolamisel muutub kala “kuivemaks” (sool kisuv rakkudest vedelikku välja),
rakumembraani kandub vesi
Browni liikumine on nähtus, mis kujutab endast vedelikus või gaasis hõljuvate
mikroskoopiliste osakeste (Browni osakeste) pidevat, 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 üle antav impulss pidevalt. Mida
väiksemad on osakese mass ja mõõtmed, seda märgatavam on liikumine. Browni liikumist on
võimalik põhjendada ainult molekulaarkineetilise teooria põhjal. Difusiooni protsess toimub
tihti Browni liikumise tagajärjel.
Näiteks: õietolmu liikumine, Nähtus on vaadeldav ka suitsuses õhus, kus heljuvad
väikesed tahmaosakesed
pindaktiivsed ained on aine millel on võime koguneda faaside piirpinnale ja vähendada
selle pinnaenergiat. Pindaktiivsed ained on levinud sünteetilistes pesemisvahendites,
taimekaitsevahendid, toiduainetööstuses (vahustamise hõlbustamiseks) ja laialt ka mujal
nt Pesupulber. Näiteks: šampoonid, koristusvahendid ja desinfitseerimisvahendid.
pindpinevus molekulaarjõududest tingitud pinnanähtus, mille puhul vedeliku pinnakiht
käitub nagu kergelt pingul olev elastne kile (kuid pinge ei sõltu venimisest). Õhuga
kokkupuutuva vedeliku pinnamolekulid mõjutavad üksteist tõmbejõududega, mis on
suunatud piki pinda ja püüavad pinna suurust vähendada. Põhjuseks on see, et vedeliku
molekulid tõmbuvad (kohesiooni tõttu) üksteise poole tugevamini kui (adhesiooni tõttu) õhu
molekulide. Nii tekib vedeliku pinnal sissepoole suunatud resultantjõud. Seevastu vedeliku
sees olevale molekulile mõjuvad jõud on tasakaalus. Selle jõu tõttu pinna molekulid
lähenevad üksteisele ning tekib kiht, mis paneb vastu venitamisele ja lõhkumisele
nt telgi veekindlus, vee peal kõndimine või kirjaklambri ulpimine, mullid, pesemine, des.
vahendid
Kõik kommentaarid