Valemiks kasutatakse võtet: Erisoojusega sarnane, kuid sellest veidi üldisem mõiste on soojusmahtuvus.11 Soojusmahtuvuseks nimetatakse soojushulka, mis on vajalik antud ainekoguse temperatuuri tõstmiseks 1 kraadi võrra. SI-süsteemi mõõtühik on J·K-1. Soojusmahtuvust võib väljendada ka ühikuliste ainekoguste kohta, olgu selleks siis mass, ainehulk. Soojusmahtuvust moolides väljendatud ainehulga kohta nimetatakse ka moolsoojuseks.12 11 https://et.wikipedia.org/wiki/Erisoojus (10.02.16) 12 https://et.wikipedia.org/wiki/Soojusmahtuvus (10.02.16) 11 5. Sulamissoojus Sulamissoojus on soojushulk ja füüsikakonstant, mida on vaja ühe massiühiku tahke aine muutmiseks sama temperatuuriga vedelikuksaineks ja mis näitab aine sulatamiseks kuluvat või tahkumisel eralduvat energia. Sulamissoojus võrdub tahkumissoojusega.13
suurem kui molekuli diameeterTõukejõud on ülekaalus kui molekulidevaheline kaugus on väiksem molekuli läbimõõdust. Soojusmahtuvus- Soojusmahtuvuseks nimetatakse soojushulka, mis on vajalik antud ainekoguse temperatuuri tõstmiseks 1 kraadi võrra. SI- süsteemi mõõtühik on J·K-1. Soojusmahtuvust võib väljendada ka ühikulise ainekoguse kohta, olgu selleks siis mass, ainehulk vms. Soojusmahtuvust moolides väljendatud ainehulga kohta nimetatakse ka moolsoojuseks. Soojusmahtuvust massiühiku kohta nimetatakse ka erisoojuseks. Soojusmahtuvus sõltub nii aine olekust (mida võib määratleda nt. temperatuuri ja rõhu kaudu) kui ka termodünaamilisest protsessist, milles aine osaleb. Soojusmahtuvust, mida mõõdetakse konstantse rõhu tingimustes, nimetatakse isobaariliseks soojusmahtuvuseks (Cp). Soojusmahtuvust, mida mõõdetakse konstantse ruumala tingimustes, nimetatakse isohooriliseks soojusmahtuvuseks (CV).
pV rõhuenergia rõhu energua kujutab tööd, mida on vaja teha, et viia gaas mahuga V keskonda rõhuga p. Soojusmahtuvis ja erisoojus Soojusmahtuvuseks nimetatakse soojushulka, mis on vajalik antud ainekoguse temperatuuri tõstmiseks 1 kraadi võrra. SI-süsteemi mõõtühik on J·K-1. Soojusmahtuvust võib väljendada ka ühikulise ainekoguse kohta, olgu selleks siis mass, ainehulk vms. Soojusmahtuvust moolides väljendatud ainehulga kohta nimetatakse ka moolsoojuseks. Soojusmahtuvust massiühiku kohta nimetatakse ka erisoojuseks. Soojusmahtuvus sõltub nii aine olekust (mida võib määratleda nt. temperatuuri ja rõhu kaudu) kui ka termodünaamilisest protsessist, milles aine osaleb. Soojusmahtuvust, mida mõõdetakse konstantse rõhu tingimustes, nimetatakse isobaariliseks soojusmahtuvuseks (Cp). Soojusmahtuvust, mida mõõdetakse konstantse ruumala tingimustes, nimetatakse isohooriliseks soojusmahtuvuseks (CV).
Gaaside soojusmahtuvused Soojusmahtuvuseks nimetatakse füüsikalist suurust, mis on arvuliselt võrdne antud keha temperatuuri ühe kraadi võrra tõstva soojushulgaga. Järgnevas huvitavad meid soojusmah- tuvuse kaks erijuhtu. Erisoojuseks nimetatakse soojushulka, mis tõstab antud aine ühe massiühiku temperatuuri ühe kraadi võrra: dQ J c= ( ) . (21) m dT kg · K Moolsoojuseks nimetatakse soojushulka, mis tõstab antud aine ühe kilomooli temparatuuri ühe kraadi võrra: dQ J C= ( ) . (22) dT kmol · K Et gaasi mass avaldub m = v , siis valitseb erisoojuse ja moolsoojuse vahel seos C=c. (23) Gaasi paisumisel tehtava töö saame järgneva arutelu põhjal. Olgu antud silindriline anum ristlõikepindalaga S ning rõhu-ga anumas p
Gaasi töö ja soojusvahetus isoprotsessidel. 1. Isohooriline protsess. Et gaasi ruumala isohoorilisel protsessil ei muutu, siis vastavalt valemile (9.15) gaasi töö selle protsessi käigus võrdub nulliga ja siseenergia muutub ainult tänu gaasi soojusvahetusele ümbritseva keskkonnaga: Aine erisoojuseks nimetatakse soojushulka, kulub ühe kilogrammi aine temperatuuri tõstmiseks ühe kraadi võrra. Aine moolsoojuseks nimetatakse soojushulka, mis kulub ühe mooli aine temperatuuri tõstmiseks ühe kraadi võrra. 2. Isobaariline protsess. Gaasi poolt tehtav töö arvutatakse integraaliga: 3. Isotermiline protsess. Gaasi temperatuur ei muutu, seega ei muutu ka tema siseenergia. Järelikult termodünaamika esimesest seadusest Q A. 31.Adiapaatiline protsess.Termodünaamika teine seadus. Adiabaatiliseks protsessiks nimetatakse niisugust protsessi, mille käigus ei toimu vaadeldava
seaduseks. 2.3. Siseenergia ja soojusmahtuvus Keha soojusmahtuvuseks Ckeha nimetatakse suurust, mis võrdub soojushulgaga, mis tuleb kehale anda, et tõsta tema temperatuur ühe kraadi võrra. Olgu temperatuuri tõstmiseks dT võrra vajalik soojushulk dQ. Siis on keha soojusmahtuvus vastavalt definitsioonile: dQ C keha = . (2.19) dT Soojusmahtuvuse mõõtühiks SI-s on J/K. Aine moolsoojuseks C nimetatakse ühe mooli aine soojusmahtust, st – moolsoojus on võrdne soojushulgaga, mis kulub ühe mooli aine temperatuuri tõstmiseks 1 kraadi võrra. C keha J C= . (2.20) z mol⋅K Aine erisoojuseks nimetatakse soojushulka, mis on vajalik aine massiühiku temperatuuri tõstmiseks 1 kraadi võrra. C C keha J c= =
Q mcT2 T1 , kus c oli selle aine erisoojus. Neid kahte valemit omavahel võrreldes saame ideaalse gaasi erisoojuse jaoks isohoorilises protsessis avaldise iR cV . (9.20) 2 Aine erisoojuseks nimetatakse soojushulka, kulub ühe kilogrammi aine temperatuuri tõstmiseks ühe kraadi võrra. Termodünaamikas puhul vaadeldakse peale erisoojuse eraldi veel moolsoojust. Aine moolsoojuseks nimetatakse soojushulka, mis kulub ühe mooli aine temperatuuri tõstmiseks ühe kraadi võrra. Ideaalse gaasi isohoorilise moolsoojuse valemi tuletamiseks vaatame valemit (9.19) ja arvestame, et kui gaasi hulk on üks mool, siis m / 1mol ning järelikult avaldub isohooriline moolsoojus iR CV . (9.21) 2 Tuletame meelde, et i on molekuli kulg- ja pöördliikumise summaarne vabadusastete arv