1)Celsiuse skaala, võttis kasutusele A.Celsius, tähistatakse sümboliga °C.Soojuspaisumisel põhinev termomeetril tähistas vee keemispunkti 0 ja jää sulamispunkti 100 kraadi. Nende vahe oli jaotatud 100 võrdseks osaks. Ebamugav oli praktikas seda kasutada, mille tulemusel C.Linne keeras skaala ringi, võttes jää sulamistemperatuuri võrdseks 0 kraadiga ja vee keemispunkti +100 kraadiga, millest sai kõige enam kasutatava skaalaga termomeeter. 2)Fahrenheiti skaala võttis kasutusele füüsik D.G.Fahrenheit. Loodud soojuspaisumisel põhineva termomeetri üks skaalajaotis, Fahrenheiti kraad, võrdub 1/180 vee keemispunkti ja jää sulamispunkti temperatuuride vahest normaalrõhul. °F.Skaala koostamise kohta on erinevaid versioone.Jää sulamispunkt on 32 ja vee keemispunkt 212.3)Kelvini temperatuuriskaala ehk absoluutne, termodünaamiline temp.s. võttis kasutusele i.k. William Thomson(lord Kelvin). Algpunktiks on absoluutne nulltemp.ja selles võib temp olla ainult positiivne
ühikulisele pinnale mõjuvat jõudu: p = , kus p on rõhk (Pa), S on pindala (m 2) ja S F on sellele pindalale (S) mõjuv jõud (N). Rõhuühikuid: Paskal (Pa); tehniline atmosfäär (1 at = 1 kgf/cm2 = 98066,5 Pa); elavhõbedasamba kõrgus (1 mmHg = 133 Pa); looduslik atmosfäär (normaalrõhk) (1 atm = 760 mmHg = 101325 Pa); baar (1 bar = 100000 Pa). Ideaalse gaasi olekuvõrrand ja isoprotsessid. Ideaalne gaas on tegeliku (reaalse) gaasi mudel, kus: a) molekulid loetakse punktmassideks; b) molekulide põrgetel anuma seinaga nende kiiruste väärtus ei muutu, muutub ainult kiiruse suund; c) molekulide vahelist vastastikmõju ei arvestata. Ideaalse gaasi m olekuvõrrand (Clapeyron'i võrrand) pV = RT seob omavahel gaasi ruumala V µ
ainehulk ja molaarmass; kontsentratsioon ja ruumala; molekuli mass ja tihedus. 8) Loetle olekuparameetrid, nende tähised ja vastavad ühikud. Olekuparameetrid: p rõhk ; V ruumala ; m mass ; T temperatuur 9) Millised on molekulaarkineetilise teooria põhialused? Kõik ained koosnevad aineosakestest (molekulid; aatomid aineosakesed) Aineosakesed on pidevas korrapäratus liikumises. Aineosakeste vahel on vastastikmõju. 10)Milline on ideaalse gaasi mudel? Ideaalne gaas on selline gaas, mille molekulid on punktmassid (molekuli mõõtmed puuduvad). Molekulide põrked vastu nõu seina on absoluutselt elastsed (põrkel kiirus ei muutu). Molekulide vastastikmõju puudub (tähtsusetult väike). 11) Millest on tingitud gaasi rõhk nõu seinale? Gaasi rõhk on molekulide löökidest nõu seinale tingitud jõud pinnaühiku kohta. 12)Kirjuta molekulaarkineetilise teoria (mkt) põhivõrrand, selgita selles olevate tähtede tähendusi.
Üks lihtsamaid teid absoluutse temperatuuriskaala defineerimiseks on soojusjõumasina kasuteguri kaudu (termodünaamikas näidatakse, et mistahes ideaalse soojusjõumasina kasutegur on määratud ainult soojendaja ning jahutaja temperatuuride vahega ega sõltu töötava substantsi loomusest). Sellisel viisil defineeritud absoluutne temperatuur osutub võrdseks gaasitermomeetri temperatuuriga. Erinevalt teistest temperatuuriskaaladest langeb absoluutse temperatuuriskaala nullpunkt kokku selle temperatuuriga, kus aine sisemuses igasugune soojusliikumine lakkab (see on -273,15 °C). 2. Termomeeter Temperatuuri mõõtmise seadet nimetatakse termomeetriks. Termomeeter on mõõteriist, millega mõõdetakse gaaside, vedelike, materjalide või elusorganite temperatuuri. Temperatuuri mõõtmiseks peab termomeeter olema viidud mõõdetava objektiga soojuslikku kontakti.
Soojana tunduv vesi koosneb samasugustest molekulidest kui külmana tunduv vesi. Vahe seisneb ainult molekulide liikumise kiiruses. Mõnedes riikides kasutatase veel Fahrenheiti temperatuuriskaalat. Fahrenheiti temperatuur skaala kraadiks ( oF) on võetud 1/100 lume ja ammoonumkloriidi (salmiaagi) temperatuuri (0 0F) ja inimese normaalse kehatemperatuuri (100 0F) vahest. Fahrenheiti järgi jää sulamistemperatuur on 32 oF ja vee keemistemperatuur 212 oF. 1 oF = 5/9 0C. tc = ( tF 32 )/1,8. 3. Rõhk Rõhk on suurus, mis iseloomustab keha pinna mingile osale risti môjuvaid jôude. Rõhu tähis on p p=F/S F[N] - jõud ; S[m2] pindala; Rõhu põhiühikuks on 1 paskal (Pa), mis on võrdne rõhuga, mille tekitab jõud 1N mõjudes ristsuunas pinnale suurusega 1 m 2. Tehnikas kasutatakse rõhuühikuks jõukilogramm kgf (ka kgp, vanemas
Erineva joonpaisumisteguri tõttu muudab bimetall temperatuuri muutudes oma kuju ning liigutab ülekandemehhanismi abil osutit. /1/ Manomeetriline termomeeter Manomeetriline termomeeter koosneb kinnisest süsteemist, mille põhiosadeks on termoballoon, ühendustorustik, mille pikkus ei ole määratletud, ja temperatuuri ühikutesse gradueeritud skaalaga manomeeter. Manomeetriga mõõdetakse süsteemi täiteainega, milleks võib olla gaas, vedelik või aur, toimuvaid rõhu muutusi. Termomeetri suletud ruumis oleva jääva ruumala korral on rõhu muutus sõltuvuses ainult mõõtekohas toimuvast välistemperatuuri muutusest. Eriti täpsete mõõtmiste puhul kasutatakse täiteaineks gaasi. Manomeetriliste termomeetrite mõõtepiirkond on 0 °C +300 °C. /1/ Vedeliktermomeeter Vedeliktermomeeter koosneb vedeliku mahutist ja selle külge joodetud ühtlase
Difusioon molekulide kaootilise liikumise tõttu toimuv ainete segunemine. See toimub nii gaasides vedelikes kui tahkistes. See on pöördumatu protsess, mille käigus toimub süsteemi eri osade parameetrite võrdsustumine Faasisiire molekulaarfüüsikas kasutatav oskussõna, millega tähistatakse aine siirdumist ühest faasist teise. Need toimuvad teatud temperatuuril, mis oleneb peamiselt rõhust, termodünaamilise süsteemi osade piirpinnal, aga ka pindpinevustegurist. Ideaalne gaas molekulaarfüüsikas kasutatav idealiseeritud objekt, mida iseloomustatakse termodünaamikas ja molekulaarkineetilises teoorias erinevate tunnuste kaudu. Isoprotsess termodünaamiline protsess, mille käigus üks olekuparameetritest (p, V, T) on jääv. Neid nimetatakse isobaarilisteks, isohoorilisteks ja isotermilisteks protsessideks. Molekul aine väikseim osake, millel säilivad selle aine keemilised omadused. Molekulaarfüüsikas on molekul idealiseeritud objekt.
mass 10e-27g , kg 10e-26 , molekulide suurusjärk d=10e-10m. Na=6,02*10e23 1/mol. Makroparameeter - füüsikalised suurused, mille abil ainet makroskoopiliselt kirjeldatakse , vastavalt teooriat makrokäsitluseks. Makrokäsitlus lähtub sellest, et aine koosneb osakestest. Mikroparameeter on seotud molekulide ja nende liikumisega. Kõigi mikroparameetrite oluliseks tunnuseks on see, et nad iseloomustavad ainet molekulaarsena. Konsentratsioon osakeste arv ühes ruumalaühikus. Ideaalne gaas lihtsaim gaasi mudel. 3 põhipunkti 1) molekulid on punktmassid. V=0. 2) molekulide põrked anuma seintel on absoluutselt elastne (molekuli kiiruse arvväärtus põrkel ei muutu) 3)Molekulide vahel ei ole vastastikmõju. Normaaltingimused : P0= 101325Pa, T=273K. Temperatuur suurus, mis iseloomustab keha soojuslikku seisnudit. Soojushulk - siseenergia hulk, mille keha soojuse vahetamise teel saab või ära annab
4. Soojusfüüsika Soojusfüüsika on füüsika osa, mis käsitleb nähtusi, mis seletuvad aine osakeste liikumisega. Aine osakesi nimetatakse siin alati molekulideks, olenemata aatomite arvust. Seega on soojusfüüsikas kasutatav ka mõiste üheaatomiline molekul. Soojusfüüsika on füüsika osa, mis hõlmab molekulaarfüüsikat, termodünaamikat ja aine ehituse aluseid. Jaotuse aluseks on see, kuidas ja milliseid soojusnähtusi kirjeldatakse. Selleks võib kasutada molekule iseloomustavaid suurusi nagu molekuli kiirus, impulss, mass jne. Sellist käsitlust nimetatakse molekulaarfüüsikaks. Soojusnähtusi saab kirjeldada ka kasutades kogu ainehulka iseloomustavaid suurusi nagu temperatuur, rõhk, ruumala
o Sagedus Lainepikkus Laine levimise kiirus Lainepikkus ...kaugus kahe lähima sarnase laineelemendi (nt lainehari) vahel Tähis : lambda Ühik : meeter (m) Laine levimise kiirus ... näitab, kui kaugele mingi kindel lainepunkt (nt lainehari) levib ajaühiku jooksul V= / T = f v- kiirus (m/s) , - lainepikkus (m), T- periood (s), sagedus (l/s) ühe perioodi vältel jõuab laine edasi ühe lainepikkuse võrra. Soojusõpetus on .... .... füüsika osa, mis hõlmab: Molekulaarfüüsika Termodünaamika Aine ehituse alused Faasisiirded Jaotuse aluseks on see, kuidas ja millised soojusnähtusi kirjeldatakse. Molekulaarfüüsika ..kasutatakse soojusnähtuse kirjeldamiseks molekule iseloomustavaid suurusi: Molekuli kiirus Molekuli mass Molekuli impulss ...jne Termodünaamika ...kasutatakse soojusnähtuste seletamiseks kogu ainehulka iseloomustavaid suurusi:
m.a.) (atomistliku ideed vt lähemalt nt. Vikipeediast). Katselised tõestused on antud teooria saanud 18.sajandi teisest poolest – 19.sajandil saadud katsenandmete üldistusest: kui kaks või enamat elementi moodustavad uue aine, siis on nende massiproportsioonid alati samad. Näiteks – soola moodustamisel on alati 23 osa naatriumit ning 35 osa kloori (NaCl). John Dalton (1766-1844 inglise keemik ja füüsik ehk – loodusfilosoof) juhtis tähelepanu tõsiasjale, et sellised massiproportsioonid oleksid võimalikud vaid juhul, kui aine molekul moodustub aatomitest, mis on kindlate massidega. Sellist massiproportsioonide kehtivust ei õnnestunud seletada aine pidevuse hüpoteesiga. – Browni liikumine (avastatud Robert Browni (1773-1858, Šoti botaanik) poolt 1827.a.) - mikroskoopilise ainetüki juhuslik liikumine. Algselt avastatu oli õietolmuosakeste juhuslik liikumine
Kordamisküsimused kontrolltööks ,,Molekulaarfüüsika" 1. Loetle molekulaarkineetilise teooria kolm põhiseisukohta. Millist gaasi nimetatakse ideaalgaasiks? Kõik ained koosnevad molekulidest(aatomitest) Molekulid on pidevas liikumises(soojusliikumine) (lakkamatu ja korrapäratu liikumine) Kõik ained on omavahel vastastikmõkus. Ideaalgaas gaas, mille molekulidevaheline vastastikmõju puudub (vastastikmõju on nii nõrk, et me ei arvesta sellega) 2. Kuidas on määratletud aatommass, molekulmass, molaarmass, ainehulk 1 mool, Avogadro arv? Millised on nende suuruste mõõteühikute nimetused? Molaarmass on aine ühe moli mass. MX kg/mol Avogadro arv on ühes molis sisalduv aatomite arv. N A=6,02 x 10231/mol 1 mool on selline kogus ainet, mille mass grammides võrdub selle aine aatommassiga.
muutus sõltuvuses ainult mõõtekohas toimuvast välistemperatuuri muutusest,termomeetrite mõõtepiirkond on 0 °C +300 °C. koosneb kinnisest süsteemist, mille põhiosadeks on termoballoon, ühendustorustik, mille pikkus ei ole määratletud, ja temperatuuri ühikutesse gradueeritud skaalaga manomeeter. Manomeetriga mõõdetakse süsteemi täiteainega *Kelvini skaala ehk absoluutne temperatuuriskaala -Absoluutse temperatuuriskaala alguspunktiks on absoluutne nullpunkt ja selle temperatuuriskaala järgi võib temperatuur olla ainult positiivne. Absoluutse temperatuuriskaalaga termomeetri temperatuuriskaala jaotuse aluseks on termodünaamika teine printsiip ja seepärast nimetatakse seda ka termodünaamiliseks temperatuuriskaalaks, Kelvin on SI-süsteemi põhiühik temperatuuri mõõtmiseks ja mõõtühiku sümboliks on K. K=1,38*10astmel-23. Boltzmanni konstant on füüsikaline konstant, mis seob omavahel aineosakese energia ja aine temperatuuri
Molekulaarfüüsika 1. Loetle molekulaarkineetilise teooria kolm põhiseisukohta. Millist gaasi nimetatakse ideaalgaasiks? 1) Kõik ained koosnevad molekulidest(aatomitest) 2) Molekulid on pidevas liikumises(soojusliikumine) – lakkamatu, korrapäratu liikumine 3) Kõik aineosakesed on omavahel vastastikmõjus Ideaalgaas – molekulide vahel puudub vastastikmõju 2. Kuidas on määratletud aatommass, molekulmass, molaarmass, ainehulk 1 mool, Avogadro arv? Millised on nende suuruste mõõteühikute nimetused? Aatommass mrx– ühe aatomi mass (amü) Molekulmass Mr– ühe molekuli mass (amü) Molaarmass MX – ühe mooli mass (kg/mol) Ainehulk 1 mool –selline kogus ainet, mille mass grammides võrdub selle aine aatom- või molekulmassiga (mol), tähis (nüü) Avogadro arv NA – ühes moolis sisalduv aatomite või molekulide arv (1/mol) 3. Millised suurused määravad gaasi oleku (seisundi)? Rõhk (p), ruumala (V) ja temperatuur (T)
Kordamisküsimused kontrolltööks „Molekulaarfüüsika“ 1. Loetle molekulaarkineetilise teooria kolm põhiseisukohta. Millist gaasi nimetatakse ideaalgaasiks? Kõik kehad koosnevad molekulidest Molekulid on pidevas kaootilises liikumises Kõikide kehade molekulid on seotud vastastikmõjuga Ideaalgaas on reaalse gaasi lihtsustatud mudel,(1)kus gaasimolekulid loetakse punktmassideks,(2)molekulide põrked anuma seintega on absoluutselt elastsed ning (3) molekulide vahel puudub vastastikmõju. 2. Kuidas on määratletud aatommass, molekulmass, molaarmass, ainehulk 1 mool, Avogadro arv? Millised on nende suuruste mõõteühikute nimetused? Aatommass – ühe aatomi mass aatommassiühikutes – ühik 1/12 süsiniku aatomi C12 massist Molekulmass – ühe molekuli mass aatommassiühikustes – ühik Molaarmass - ühe mooli aine mass
Katse sai AA õnnestunuks, kui õlikiht vee peal on ühe molekuli paksune ehk lugeda monomolekulaarne. Sel juhul on õlikihi paksus võrdne molekuli läbimõõduga. l Õli molekulid 1 Õlilaik veepinnal. Lõike AA külgvaade. Molekulide läbimõõt. Vesiniku aatom 0,12 nm (nanomeeter) Vesiniku molekul (H2) 0,25. Lämmastiku molekul (N2) 0,32 nm. Hapniku molekul (O2) 0,30 nm. Vee molekul (H2O) 0,30 nm. Valgu molekul üle 400 m. Võrdlemiseks õhus heljuvate osakeste mõõtmeid. Tolmuosake 0,10,001 mm. Veepiisk udus 0,010,001 mm. Aineosakeste vahel on vaba ruum Mõnede vedelike segamisel ilmneb, et segu ruumala on väiksem komponentide ruumalast. Seda nimetatakse kontraktsiooninähtuseks. Kontraktsiooninähtus ilmneb
Osakesed võnguvad, liiguvad natuke, saavad kohti vahetada. Võtab anuma kuju, ei täida anumat. Vähe kokkusurutav – vaba ruumi osakeste vahel on vähe, st ruumala on püsiv. Voolav Isotroopne – omadused ei sõltu suunast. Gaas Osakesed on üksteisest kaugel ja asetsevad ebaregulaarselt. Osakesed võnguvad ja liiguvad vabalt suurtel kiirustel. Võtab anuma kuju, selle täites. Kokkusurutav – osakeste vahel on palju vaba ruumi. Voolab kergelt. Kuna osakesi on hõredalt, siis gaas on enamasti läbipaistev. Sõna gaas tuleb kas kreeka keelest sõnast „kaos“ või sõnast „gahst“ e. vaim Plasma Puudub kindel ruumala ja kuju. Neutraalsete aatomite, elektronide ja ioonide segu (Aatomid lagunevad – elektronid eemalduvad). Juhivad elektrit (gaasid on enamasti elektriisolaatorid). Esineb kõrgetel temperatuuridel ja rõhkudel, gaasi erikuju. Esineb näiteks Päikesel ja teistel tähtedel. Välk ja virmalised on plasma. Elav tuli?
....................................................................................................26 IV ARVESTUS MOLEKULAARFÜÜSIKA.........................................................................26 1. Soojusliikumine.......................................................................................................................26 2. Siseenergia...............................................................................................................................26 3. Molekul....................................................................................................................................27 4. Molekulmass............................................................................................................................27 3 5. Molaarmass.......................................................
Keemia ja füüsika üleminekueksam 1) AATOMI EHITUSE PLANETAARNE MUDEL · Kõik ained koosnevad molekulidest ning need omakorda aatomitest. · Planetaarse mudelile rajas aluse E. Rutherford aastal 1909. · Mudeli järgi koosneb aatom tuumast, milles asuvad positiivse laenguga prootonid ja ilma laenguta neutronid. Tuuma ümber on elektronkate, mis koosneb elektronkihtidest, kus asuvad elektronid, millel on negatiivne laeng. Aatomil puudub summaarne laeng, sest prootonite ja elektronide arv on võrdne. · Elektronid tiirlevad ümber tuuma kindla raadiusega ringikujulisel orbiidil. Seespoolsed
võnkumisi veel ei ole. · Periood on aeg, mille jooksul piki ringjoont liikuv keha teeb ühe ringi (jõuab tagasi lähtepunkti). · Sagedus võngete arv ajaühikus · Lainepikkuseks nimetatakse füüsikas kaugust kahe teineteisele lähima, samas faasis võnkuva punkti vahel. · Levimiskiiruse arvutamise valem - 12. · Ideaalne gaas on reaalse gaasi mudel. Ideaalse gaasi mudel on järgmine : 1. Molekule vaatleme punktmassidena. Ideaalne gaas on hõre. 2. Energiakadu ei ole, molekuli kiirus jääb pärast põrget samaks. 3. Molekulide vahel ei ole vastastikmõju. · Ideaalse gaasi olekuvõrrand on järgmine : pV = RT, kus p on rõhk, V on ruumala, on gaasi hulk (moolides), T on absoluutne temperatuur ja R on universaalne gaasikonstant (8,31 J/mol*K).
Molekulaarkineetilise teooria põhialused. Selle aluseks on 3 põhiväidet: 1. Aine koosneb osakestest-aatomitest ja molekulidest. 2. Need osakesed liiguvad kaootiliselt. 3. Osakesed mõjutavad üksteist, nende vahel on tõmbe-ja tõukejõud. Füüsikalised omadesed määrab aatom, keemilised aga molekul. Ainehulk. See on suurus, mis on võrdne osakeste arvuga selles kehas. Ühik on mool. Mool on sellise süst ainehulk, kus osakeste arv võrdub 0,012 kg süsiniku aatomite arvuga. Aine molekulide hulga N ja ainehulga V suhet nim Avogaadro arvuks. See näitab, mitu aatomit või molekuli on ühes moolis aines. Molaarmassiks M nim suurust, mis võrdub aine massi m ja ainehulga V suhtega. Molekuli massi m0 tuleb keha mass m jagadasselle keha molekulide arvuga.
Brown'i liikumine on nähtus, mis kujutab endast vedelikus või gaasis hõljuvate mikroskoopiliste osakeste korrapäratut liikumist. Liikumine toimub kuna kaootiliselt liikuvad vedeliku või gaasi molekulid põrkuvad kokku tahkete osakestega ning muudavad selle kiirust ja suunda. Osake saab molekulidelt erinevas suunas erineva arvu lööke, seetõttu muutb temale üleanta vimpulss pidevalt. Mida väiksemad on osakese mass ja mõõtmed, seda märgatavam on liikumine. Nr. 21. Ideaalne gaas. Gaasi rõhk. Molekulaarkineetilise teooria põhivõrrand. Ideaalne gaas on selline gaas, mille molekulide mõõtmeid pole vaja arvestada ja mille molekulidevaheline vastastikmõju on tähtsusetult väike. Gaasi rõhk on tingitud gaasimolekulide põrgetest vastu seinu. Molekulaarkineetilise teooria põhivõrrand: p=m0*n*v2/3. Nr 22. Temperatuur. Absoluutse temperatuuri skaala ja selle seos Celsiuse skaalaga. Temperatuur on füüsikaline suurus, mis iseloomustab süsteemi või keha soojuslikku
Teisiti väljendades tähendab see seda, et gaasi rõhu ja temperatuuri jagatis on jääv suurus p = const T Sellest lähtudes võime oma alg- ja lõppoleku kohta kirjutada p1 p 2 = , T1 T2 millest lõpprõhk p1 T2 p2 = . T1 Arvutamine annab tulemuseks 150 243 p2 = ( ) kPa = 120 kPa. 303 Vastus: gaasi rõhk temperatuuril -30 0 C on 120 kPa. Näidisülesanne 9. Gaas asetseb kolviga suletud anumas. Gaasi algruumala on 15 L, algrõhk 2 atm ja algtemperatuur 27 0 C. Kui gaas surutakse kokku ruumalani 12 L ja tema rõhk tõuseb 3 atm-ni, siis milline on gaasi lõpptemperatuur? 10 Lahendus. Antud: Teeme joonise, mis kujutab algandmeid. Antud protsessi korral muutuvad nii p 1 = 2 atm rõhk, ruumala kui ka temperatuur. V 1 = 15 L T 1 = 300 K p 2 = 3 atm V 2 = 12 L T2 = ?
-Aine koosneb osakestest ja need osakesed mõjutavad üksteist. .10m-10. Õlitilk veepinnal V=s*h=h=d=V/S Difusioon- ainete segunemine molekulide soojus liikumise tulemusena. Browni liikumine tolmuterakese liikumine, mikroskoobi vaateväljas, molekulide põrgetel. Gaasis tav. temperatuuridel molekulide sojliik kiiruse suurusjärk on 500 m/s Üksiku molekuli liikumis kiirust on praktiliselt võimatu määrata. Aine Gaas Vedelik Tahke Kuju Kindel kuju puudub, Voolav, võtab anuma Kindel anuma kuju kuju Ruumal Puudub, sõltub temp. Ja Kindel <- -> Kindel, veidi a rõhust, anuma ruumala sõltub temp. Mol. Kaugus väga suur, Väga väikesed(ei saa Väga väikesed. vah. tuhanded mol. kokku suruda). kaug. ruumalad Mol
Leida kivi kineetiline ja potentsiaalne energia 2 sekundit peale liikumise algust. 11. Pall visati vertikaalselt üles ja ta kukkus maapinnale tagasi 8 s pärast. Leida algkiirus, millega pall üles visati ja suurima tõusu kõrgus. 12. Auto pidurdamisel kahaneb tema kiirus 5 sekundiga väärtuselt 100 km/h väärtuseni 10 km/h. Leida pidurdusjõu suurus ning kineetilise energia muutus kui auto mass on 500 kg. Soojusõpetus ja molekulaarfüüsika. 5.1. Soojusõpetuse (termodünaamika) ja molekulaarfüüsika vahekord. Suurtest (molekulide mõõtmetest palju suurematest) kehadest koosnevas isoleeritud mehhaanilises süsteemis ei kehti mehhaanilise energia jäävuse seadus kunagi täpselt, süsteemi mehhaaniline energia väheneb aja jooksul, energia "kaob" kuhugi. Näiteks väheneb igasuguse pendli võnkeamplituud aja jooksul, valemi (4.10) järgi väheneb siis ka pendli energia
Amplituud suurim hälve (xm) Laine mehaanilise võnkumise levimine keskkonnas (Laine kannab üle energiat, millega ei kaasne aine ülekandumist) Ristlaine osakeste võnkumise siht on laine levimissuunaga risti. Levib kehades, mis säilitavad oma kuju (kujuelastsed keha) Pikilaine osakeste võnkumise siht ühtib laine levimise suunaga. Levib kehades, mis säilitavad oma ruumala. (ruumelastsed kehad) Lainepikkus teepikkus, mille laine läbib perioodi jooksul. 3. Soojusõpetus 3.1. Ideaalne gaas ja termodünaamika alused Ideaalne gaas Molekulid on punktmassid Põrgetel anuma seintega kiirus ei muutu Molekulide vastastikmõju ei arvestata Kehtib seos n molekulaarne kontsentratsioon (1m-3) k Bolzmanni konstant (1,38 10-23) T absoluutne temperatuur (1K) m gaasikoguse mass M molaarmass () - ainehulk (mol) R universaalne gaasikonstant (8,31 )
Otsene tõestus selle kohta, et aine koosneb molekulidest ja aatomitest saadi eelmise sajandi lõpus. Hüpotees aine atomaarsest ehitusest esines esmakordselt 5. saj. e. Kr. Vana-Kreeka filosoofide töödes. Aatom tähendab kreeka keeles jagamatut. Molekuliks nim. aineosakest, mis osaleb molekulaar- ehk soojusliikumises. Aatomi kohta kasutatakse üldnimetust molekul. Enamiku molekulide suurused on järgus 10 astmes -10 m. Gaas on kõige lihtsamini kirjeldatav aine agregaatolek. Molekulaarkineetiline teooria seletab ainete omadusi, lähtudes sellest, et gaas koosneb molekulidest, molekulid on pidevas kaootilises liikumises ning molekulide vahel on vastastikmõju. Makroskoopiliseks e. makrokäsitluseks nimetatakse käsitlust, kus füüsikalised omadused (makroparameetrid) iseloomustavad keha. Olekuparameetriteks nimetatakse rõhku, ruumala ja temperatuuri. Mikroskoopilise e
Termomeetrit sellisest riistast aga siiski ei saanud, sest selle näit sõltus peale temperatuuri veel ka õhurõhust. Kuid Galileo Galilei idee oli väga oluline. Esimese vedeliktermomeetri valmistas Galilei õpilane Evangelista Torricelli. Alkohol ehk piiritustermomeetri valmistas 1650. aatal Toskaana hertsog Ferdinand teine. Kuid elavhõbetermomeeter oli olemas 1657.aastast. Hubin valmistas elavhõbe vasknitraadi termomeetri 1672. aastal. G.D. Fahrenheit, R.A.F de Reaumur ja A. Celsius võtsid vastavalt 1714, 1730 ja 1742 kasutusele erisuguste püsipunktide ja jaotustega temperatuuriskaalad. Esimese meditsiinilise termomeetri leiutas Thomas Allbutt aastal 1867. (Vedeliktermomeeter) 3 Erinevad termomeetrid Tuntuimad termomeetrid on vedeliktermomeetrid (klaastermomeetrid e. kraadiklaasid) ja bimetalltermomeetrid
Molekulaarfüüsika.Kontrolltöö nr.1 1.Energia jäävuse seadus 2.Molekulaarkineetilise teooria 3 põhialust.Too igaühe kohta ka üks näide. 3.Mikroparameetrid-nimeta,tähised ja ühikud 4.Makroparameetrid-nimeta,tähised ja ühikud. 5. Mida nimetatakse olekuparameetriks? 6. Mis on ideaalne gaas 7.Mis on kontsentratsioon? 8.Milline on normaalrõhk? 9.Mis on temperatuur? 10.Nimeta temperatuuriskaalad. 11.Mis on soojushulk,definitsioon,tähis,ühik. 12.Mida nimetatakse absoluutseks nulltemperatuuriks. 13. Mida käsitleb termodünaamika? 14.Kuidas saab kehade siseenergiat vähendada? 15Mis on siseenergia? 16.Mida nimetatakse soojusvahetuseks? 17. Mis on isoprotsess? 18. Iseloomusta isoprotsesse-mis on seal konstantne,kuidas nimetatakse. 19
samasugune lämmastiku ja hapniku segu. Browni liikumiseks nimetatakse vee soojusliikumise tõttu tahke aine liikumist. Kuulsas katses nähtuse tõestamiseks pandi veepinnale lilletolmu osakesed, mis hakkasid korrapäratult liikuma. Mida väiksemad on liigutatava osakese mõõtmed ja mass, seda märgatavam on liikumine. Browni liikumist on võimalik põhjendada ainult molekulaarkineetilise teooria põhjal. 26. Ideaalne gaas. Gaasi rõhk. Molekulaarkineetilise teooria põhivõrrand. Ideaalne gaas on lihtsaim mudel gaasi kirjeldamiseks, milles ei arvestada molekulide mõõtmeid ja vastastikmõju. Mudeli järgi on molekulid punktmassid (ruumala on kaduvväike), molekulide põrked seintega on absoluutselt elastsed (põrkel kiiruse väärtus ei muutu) ja molekulide vahel ei esine vastastikmõjusid (tõmbe-ega tõukejõude). Gaasi rõhk sõltub ajaühikus seinale antud põrgetest. F p 0= S
1 2 2 Gaasi rõhk: p= nmv = n Ek 3 3 Atmosfääri normaalrõhk: 1 atm = 101300 Pa = 1013 hPa = 1.013 bar = 760 mm Hg Aine hulk Mõisted: kõikide molekulide arv N, molekulide arv 1 moolis NA, aine hulk µ, molaarruumala Vm N Aine hulk: µ= NA Molaarmass: M =N A m m3 dm 3 Molaarruumala: V m =0,0224 =22,4 mol mol Ideaalne gaas Mõisted: gaasi rõhk p, gaasi ruumala V, moolide arv (mool - aine hulk kus sisaldub Avogadro arv (6,02 × 1023) loendatavat osakest μ, universaalne gaasikonstant 8.31 J/(mol*K) R, temperatuur T (K) pV Olekuvõrrand: =const ⇛ pV =μRTRT T Isobaariline protsess W =F Δ x F p= ⇛ F= pA A W =pA Δ x ⇛ A Δ x=V ⇛ W =p Δ V ⇛ W =p ( V 2−V 1 ) Termodünaamika 1. seadus Mõisted: soojushulk Q, siseenergia juurdekasv ∆U, töö W
vahepealse amplituudiga. 2. Lainete difraktsioon – lainete paindumine tõkete taha. On vaadeldav siis, kui tõkke mõõtmeed on lainepikkusest väiksemad või lainepikkusega samas suurusjärgus. Hygensi printsiip – iga punkt, milleni on laine jõudnud, on ise uue elementaarlaine allikaks. Uue laine front on elementaarlainete mähispind. Elementaarlainete liitumine põhjustab minimaalse ja maksimaalse tingimuse tekkimist mingis punktis Soojusõpetus Soojusõpetus tegeleb mateeria liikumise soojusliku vormiga. Soojusõpetus tugineb energia jäävuse seadusele. Molekulaarfüüsikas nimetatakse molekuliks sellist aine osakest, mis osaleb molekulaarliikumises ehk soojusliikumises. Molekuli massi suurusjärk: 10-23kg; Molekuli läbimõõt: 10-10m. Kõige lihtsama ehitusega aine on gaas. Gaaside molekulaarkineetilise teooria kolm põhieeldust: 1) Gaas koosneb molekulidest (osakestest)
vahepealse amplituudiga. 2. Lainete difraktsioon lainete paindumine tõkete taha. On vaadeldav siis, kui tõkke mõõtmeed on lainepikkusest väiksemad või lainepikkusega samas suurusjärgus. Hygensi printsiip iga punkt, milleni on laine jõudnud, on ise uue elementaarlaine allikaks. Uue laine front on elementaarlainete mähispind. Elementaarlainete liitumine põhjustab minimaalse ja maksimaalse tingimuse tekkimist mingis punktis Soojusõpetus Soojusõpetus tegeleb mateeria liikumise soojusliku vormiga. Soojusõpetus tugineb energia jäävuse seadusele. Molekulaarfüüsikas nimetatakse molekuliks sellist aine osakest, mis osaleb molekulaarliikumises ehk soojusliikumises. Molekuli massi suurusjärk: 10-23kg; Molekuli läbimõõt: 10-10m. Kõige lihtsama ehitusega aine on gaas. Gaaside molekulaarkineetilise teooria kolm põhieeldust: 1) Gaas koosneb molekulidest (osakestest)
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
