parameeter- nim füüsikalist suurust, mis kirjeldab aine olekut või omadusi Parameetrite liigid: 1)makroparameetrid- füüsikalised suurused, mida saab mõõta (nt: mass, pikkus...) 2)mikroparameetrid- füüsikalised suurused, mida kasutatakse aine üksiku molekuli kirjeldamisel. Neid on võimalik arvutada makroparameetrite abil. Olekuparameetrid: 1) rõhk p 1Pa 2) ruumala V 1m³ 3) temperatuur T 1K või 1ºC kui muuta ühte olekuparameetrit muutub ka vähemalt üks teine parameeter Mikro- ja makroparameetrid Temperatuur Ideaalse gaasi olekuvõrrand ideaalne gaas on reaalse gaasi mudel omadused: 1)molekulid on punktmassid (mõõtmeteta) 2)molekulide põrked on elastsed molekulide kiirus põrgetel anuma seintega ei muutu 3)molekulide vahelisi vastastikmõjusid ei arvestata ideaalse gaasi olekuvõrrandit iseloomustab: p- rõhk 1Pa n- konsentratsioon 1m³
füüsikalised suurused, mida kasutatakse ainekoguse kui terviku soojusliku oleku kirjeldamiseks. Nendeks on suurused, mida on võimalik hõlpsasti mõõta, näiteks ainekoguse mass, rõhk, ruumala, temperatuur. Suurusi rõhk, ruumala ja temperatuur nim ka olekuparameetriteks. Olek ei tähenda siin mitte agregaatolekut, vaid ainekoguse seisundit, mison määratud olekuparameetrite p, V ja T konkreetsete väärtuste kogumiga. Kui ühte olekuparameetrit muuta, muutub ka vähemalt üks teine olekuparameeter. Mis on termodünaamiline süsteem? Termodünaamikas vaadeldakse pretsesse tavaliselt suletud ehk soojuslikult isoleeritud süsteemis(näiteks suletud termopudelis). Selliseks süsteemiks on kehade kogum, mis on soojusvahetuses ainult omavahel, mitte aga väljaspool kogumit asuvate kehadega. Mida iseloomustab kahe keha temperatuuri vahe? Temperatuuride summal pole füüsikalist mõtet, aga temperatuuride vahel ehk temperatuuri
Termodünaamika on teadus erinevate energialiikide muutus S= S2- S1 = s1s2 dQ/ T [J/(kg*K)]. Entroopia on vastastikustest muundumistest. Termodünaamika hõlmab ekstensiivne suurus. Entroopia kui olekufunktsiooni väärtuse mehaanilisi, soojuslike, elektrilisi, keemilisi, elektromagnetilisi ja määravad kaks meelevaldset olekuparameetrit. Gaasi entroopia muid nähtuseid. Tehnilise termodünaamika põhi ülesanne on väärtus normaaltingimustel loetakse nulliks. teoreetiliste aluste loomine, soojusmootorite, soojusjõu seadmete, soojus transformaatoritele. 4. Isohooriline protsessiks nim. sellist protsessi, kus Termodünaamilise süsteemi all mõistetakse kehade kogu, termodünaamilise süsteemi soojuslikul mõjutamisel selle maht
süsteemis oleva keha massist või osakeste energiate summa. siseenergia antakse tavaliselt keha 1kg diagramme. Nt. pt- diagramm, Ts- diag., Pv, hs- diag. arvust. Intensiivne parameeter on nt. rõhk ja temp. kohta. Siseenergia on ekstensiivne suurus. Siseen. kui Aditiivseteks e. ekstensiivseteks termodün parameetriteks olekufunktsiooni väärtuse määravad keha kaks on parameetrid, mis on proport-sionaalsed süsteemis meelevaldset olekuparameetrit, sagedamini valitakse olevate kehade massiga või osakeste arvuga. Nt. maht, nendeks temp ja rõhk. Ideaalgaasi siseen. sõltub ainult energia, entroopia, entalpia. Parameetreid, mille kaudu temperatuurist. Tavaliselt võetakse gaasi siseenergia iseloomustatakse soojuse ja töö vastastikust normaaltingimustel võrdseks nulliga. E=k + A + U, kus muundumist, nim. termilisteks olekuparameetriteks. U on siseenergia [J/kg].
soojust ning sel juhul märg termomeeter näitab väiksemat temperatuuri kui kuiv termomeeter. Veeaur on õhust kergem ning niiske õhk on väiksema tihedusega kui kuiv õhk. 2.2. Temperatuuri kihistus atmosfääris Vaatleme esialgu ideaalset juhtumit, kus atmosfääris ei toimu soojuse neeldumist ega kiirgamist, ning õhuosake liigub atmosfääris ilma soojusvahetuseta, st adiabaatiliselt üles- alla. Adiabaatiliste protsesside korral taandub kolme olekuparameetrit siduv olekuvõrrand (1.2) kahte parameetrit siduvateks Poissoni võrranditeks, mis rõhu ja temperatuuri korral omavad kuju Tp - = const , (2.6) -1 cp kus = = 0.286 , = = 1.4 , c p = 1004.5 J·kg-1·K-1 - isobaariline soojusmahtuvus, cv c v - isohooriline soojusmahtuvus.
Parameeter on mingi füüsikaline suurus, mis kirjeldab aine olekut või omadusi (nt vedeliku ruumala, molekuli mass). Makroparameetrid on füüsikalised suurused, mida kasutatakse ainekoguse kui terviku soojusliku oleku kirjeldamisel (nt ainekoguse mass, rõhk, ruumala, temperatuur). Suurusi rõhk, ruumala ja temperatuur nim ka oleku- parameetriteks. Olek on ainekoguse seisund, mis on määratud olekuparameetrite konkreetsete väärtuste kogumiga. Kui ühte olekuparameetrit muuta, muutub ka vähemalt üks teine olekuparameeter. Mikroparameetrid on füüsikalised suurused, mida kasutatakse aine üksiku molekuli kirjeldamisel (nt molekuli mass, molekuli kiirus, molekulide keskmine kiirus, molekulide keskmine kineetiline energia ja kontsentratsioon (molekulide arv ruumalaühikus). Temperatuur on füüsikaline suurus, mis iseloomustab keha soojuslikku seisundit ja on määratud keha molekulide soojusliikumise kineetilise energiaga. Temperatuuriskaalad: Celsiuse
pöörlemisliikumiseenergia, osakeste omavahelise asendi ning molekulide ja aatomite võnkumisenergiate summa. Juhul, kui td-line süsteem on väliskeskkonnast isoleeritud ja tervikuna liikumatu, võrdub tema energia tema siseenergiaga. Siseenergia mõõtühikuks on J. Siseenergia antakse tavaliselt 1kg td-lise keha kohta –u=(U/M) J/kg. Siseenergia on ekstensiivne suurus. Siseen. kui olekufunktsiooni väärtuse määravad keha kaks meelevaldset olekuparameetrit, sagedamini valitakse nendeks temp ja rõhk. Ideaalgaasi siseen. sõltub ainult temperatuurist. Tavaliselt võetakse gaasi siseenergia normaaltingimustel võrdseks nulliga. E=k + A + U, kus U on siseenergia [J/kg]. 3. Termodünaamika I seadus. Termodünaamika esimeseks seaduseks on energia jäävuse ja muundumise seadus. Mingisse kehasse kantud energia võib muunduda sise- või välisenergiaks. Td-lisele süst-le üleantud soojushulk kulub selle siseenergia muutmiseks ja tööks
on jääv. 3.Põhimõisted, tähised: Mikro-, makro- ja olekuparameetrid MIKROPARAMEETRID MAKROPARAMEETRID OLEKUPARAMEETRID Kehad. Molekulid, aatomid · p(rõhk) · m(keha mass) · m0(molekuli mass) · V(ruumala) · p(rõhk) · n(molekulide · T(abs. Temperatuur) · V(ruumala) konsentratsioon) Kui üht olekuparameetrit. · T(abs. Temperatuur) · v(molekulide muuta, siis muutub vhmlt · (tihedus) keskmine kiirus veel üks ja seega ka olek. Molekul- molekulaarfüüsikas vähim osake, millest ained koosnevad ja mis on pidevas kaootilises liikumises Temperatuur- iseloomustab keha soojuslikku seisundit; molekulide liikumise keskmise kineetilise energia ja siseenergia mõõt (t) Absoluutne temperatuur-
Bernoulli võrrand: Loeng 8 - Gaasi olekuparameetrid: Olulisemad gaasi iseloomustavad suurused on temperatuur, rõhk ja ruumala. Samadel tingimustel okupeerib võrdne kogus ükskõik millist gaasi võrdse ruumala. Näiteks normaaltingimustel (temperatuur 0°C (+273,15 K), rõhk 1 atm (Atmosfäär on rõhu ühik, suurus on 101 325 paskalit ehk 760 mmHg.)) on ühe mooli gaasi ruumala 22,4 l. Kolm gaasi olekuparameetrit seob omavahel gaasi olekuvõrrand, mis on tuntud ka Boyle-Mariotte'i seadusena: Konstantsel temperatuuril on gaasi rõhu ja ruumala korrutis jääv suurus. pV=const, kui T=const. - Ainehulk ja temperatuur: ühikud, dimensioonid. ainehulk selline gaasi hulk, mille mass grammides on arvuliselt võrdne aine molaarmassiga . Tähis z, ühikuks mool (vana nimetusega gramm-molekul). , kus on aine molaarmass ja m on aine kogus grammides.
Makrokäsitluse puhul iseloomustatakse keha tervikuna, tegemata eeldusi tema molekulaarse ehituse kohta. Füüsikalisi suurusi, mille abil ainet makroskoopiliselt kirjeldatakse, nimetatakse makroparameetriteks. Nendeks on mass, rõhk, ruumala ja temperatuur. Põhimõtteliselt on aga makroparameetreid teisigi (nt. tihedus). Kui on teada gaasi rõhk, ruumala ja temperatuur (p,V,T), on määratud selle gaasikoguse olek. Seetõttu nimetatakse neid olekuparameetriteks. Kui ühte olekuparameetrit muuta, muutub selle tagajärjel veel vähemalt üks olekuparameeter. Mikroskoopilise ehk mikrokäsitluse korral lähtutakse aine iseloomustamisel ta molekulaarsest ehitusest. Mikroparameetrid on füüsikalised suurused, mis on seotud molekulide ja nende liikumisega, nad iseloomustavad ainet molekulaarsena. Mikroparameetrid eeldavad molekulide olemasolu ning ei ole vahetult mõõdetavad, nad määratakse makroparameetrite kaudu.
füüsikalised suurused, mida kasutatakse ainekoguse kui terviku soojusliku oleku kirjeldamisel. Nendeks on suurused, mida on võimalik hõlpsasti mõõta, näiteks ainekoguse mass, rõhk, ruumala, temperatuur . Suurusi rõhk, ruumala ja temperatuur nimetatakse ka olekuparameetriteks. Olek ei tähenda siin mitte agregaatolekut, vaid ainekoguse seisundit, mis on määratud olekuparameetrite p, V ja T konkreetsete väärtuste kogumiga. Kui ühte olekuparameetrit muuta, muutub ka vähemalt üks teine olekuparameeter. 4.1.1. Temperatuur, soojus ja siseenergia Soojusõpetuse üheks põhimõisteks on temperatuur. Temperatuuril ei ole lühikest ja kõikehõlmavat definitsiooni. Sageli öeldakse , et temperatuur on füüsikaline suurus, mis iseloomustab keha soojuslikku seisundit ja on määratud keha molekulide soojusliikumise kineetilise energiaga. Molekulide soojusliikumine esineb mitmel kujul. Tahkistes molekulid võnguvad
1676. a. avaldas B. Mariotte esimese gaaside kohta käiva seaduse, mis kirjeldas kvantitatiivselt rõhu sõltuvust gaasi ruumalast konstantsel temperatuuril. Kuna hiljem selgus, et sama seaduse oli kirja pannud keemik R. Boyle juba 12 aastat varem, tuntakse teda tänapäeval Boyle-Mariotte'i seaduse nime all. Konstantsel temperatuuril on gaasi rõhu ja ruumala korrutis jääv suurus. Gaasi olekuvõrrand seob kolme olekuparameetrit rõhku ruumala temperatuuri See on lihtne ja intuitiivselt tajutav seadus, mille formuleerimiseks tuli siiski teada õhurõhu olemasolu. Seevastu gaasi parameetrite temperatuurisõltuvus kui tunduvalt keerukam lasi end veel poolteist sajandit oodata. 1805. a. leidis L. Gay-Lussac seose ruumala ja temperatuuri vahel (ruumpaisumise valemi), ning mõni aeg hiljem Charles (loe sa:rl, kuna tegu on prantslasega!) analoogilise seose rõhu ja temperatuuri vahel
oma agregaatolekut. Termodünaamilised olekuparameetrid. Termodünaamilised olekuparameetrid on füüsikalised makrosuurused, mis iseloomustavad termodünaamilise keha olekut. Kui muutub süsteemi mingi olekuparameeter muutuvad ka ülejäänud olekuparameetrid. Temperatuur iseloomustab keha kuumenemise astet mingi teise keha suhtes ja määrab nendevahelise soojusvoo suuna. Intensiivseks nimetatakse sellist olekuparameetrit, mis ei sõltu termodünaamilises süsteemis oleva keha massist või osakeste arvust. Intensiivsed olekuparameetrid on näiteks rõhk ja temperatuur. Aditiivne ehk ekstensiivne olekuparameeter on selline, mis sõltub süsteemis oleva keha massist või osakeste arvust. Ekstensiivsed olekuparameetrid on näiteks süsteemi mass, maht ja energia. Erimaht on keha ühikmassi maht. Kui keha maht on V ja mass M, siis erimaht Erimahu pöördväärtust nimetatakse tiheduseks:
energia kahanes. Ainult et kui energia tähistas töövõimet, soojushulga suhet (jahutaja) siis entroopia hulk näitab töövõimetust. Et seda häirivat temperatuuri. Mida kõrgem on erinevust kaotada, kasutatakse mõnikord negentroopia keskkonna tempeatuur, seda mõistet - see oleks siis sama, mis entroopia, ainult raskem on toota kasutuskõlblikku vastasmärgiga. energiat. Termodünaamilised potentsiaalid. Kolm olekuparameetrit moodustavad (matemaatilise) kolmruumi, protsesse kirjeldavad selles pinnad ja jooned. Tekib kiusatus termodünaamikat "geometriseerida". Nagu mehaanikas, saab ka siin konstrueerida potentsiaalivälju, mille kaudu saab lihtsustada protsesside arvutamist. Kui entroopia välja jätta, kasutatakse nelja potentsiaali: 1. Siseenergia: ( on ainehulk moolides); 2. Vabaenergia: - väljendab "kättesaadavat" energiat antud temperatuuri ja
ehk sõnades: isohoorilisel protsessil läheb kogu gaasile an-tud soojushulk gaasi siseenergia suurendamiseks. (4) Adiabaatiline protsess Miks see protsess on isoprotsess, selgub veidi hiljem. Adiabaatilise protsessi korral puudub süsteemi ja väliskesk-konna vahel soojusvahetus. Esimeses lähenduses võib kõiki kiirestikulgevaid protsesse vaadelda adiabaatilistena (näiteks sisepõlemismootori töötsüklid). Adiabaatilisel protsessil muutuvad kõik kolm olekuparameetrit. Valemist (20) saame dQ = 0 korral dA = - dU , (37) mis tähendab, et adiabaatilise protsessi korral gaas teeb tööd oma siseenergia arvel. NB! Isohooriline protsess eeldab ideaalset soojusisolaatorit. Arvestades siseenergia valemit (19) saame kogutöö A = - C V ( T 2 - T 1 ) = CV ( T 1 - T 2 ) . (38) Teades seoseid olekuparameetrite vahel (neid seoseid nime-tatakse adiabaadi võrranditeks), saab tööd avaldada veel mitmel erikujul
Loeng 8 · Gaasi olekuparameetrid: rõhk, ruumala, temperatuur. Olulisemad gaasi iseloomustavad suurused on temperatuur, rõhk ja ruumala. Samadel tingimustel okupeerib võrdne kogus ükskõik millist gaasi võrdse ruumala. Näiteks normaaltingimustel (temperatuur 0°C (+273,15 K), rõhk 1 atm (Atmosfäär on rõhu ühik, suurus on 101 325 paskalit ehk 760 mmHg.)) on ühe mooli gaasi ruumala 22,4 l. Kolm gaasi olekuparameetrit seob omavahel gaasi olekuvõrrand, mis on tuntud ka Boyle-Mariotte'i seadusena: Konstantsel temperatuuril on gaasi rõhu ja ruumala korrutis jääv suurus. pV=const, kui T=const. · Ainehulk ja temperatuur: ühikud, dimensioonid. ainehulk selline gaasi hulk, mille mass grammides on arvuliselt võrdne aine molaarmassiga . Tähis z, ühikuks mool (vana nimetusega gramm-molekul).
faasimuutuse. Tehniline termodünaamika tegeleb paralleelselt soojuse ja mehaanilise töö vastastikuste vahekordade uurimisega ka termodünaamilise keha (gaaside ja aurude) omaduste tundmaõppimisega, millega puutume samuti kokku järgnevas. 1.3. Termodünaamilise keha termilised olekuparameetrid. Termodünaamilise süsteemi ja väliskeskkonna koosmõjul termodünaamiline keha muudab oma olekut. Termodünaamilise keha oma oleku iseloomustamiseks kasutatakse kolme termilist olekuparameetrit: e r i m a h t u (või tihedust), r õ h k u ja t e m p e r a t u u r i . Termiliste olekuparameetrite kõrval, nagu näeme allpool, leiavad kasutamist ka soojuslikud olekuparameetrid (siseenergia, entalpia, entroopia jt.). Termodünaamilise keha olek on üheselt määratud kahe meelevaldse olekuparameetriga. E r i m a h u k s nimetatakse keha massiühiku mahtu. Tähistades keha mahu V(m3) ja massi M(kg), siis erimaht v = V/M m3/kg
(9.6) 2 Siin i ku lg , i pöörd ja ivõnk on vastavalt molekuli kulgliikumise, pöördliikumise ja võnkliikumise vabadusastmete arv. Võnkliikumise vabadusastete arv ühtib aatomite arvuga molekulis. 9.5 Avogadro seadus. Ideaalse gaasi olekuvõrrand ehk Mendelejev-Clapeyroni võrrand. Mendelejev-Clapeyroni võrrand, mis seob omavahel ideaalse gaasi kolm makroskoopilist olekuparameetrit – rõhu, ruumala ja temperatuuri – tuletatakse molekulaar-kineetilise teooria põhivõrrandit (9.1) ja gaasimolekuli keskmise kulgliikumise energia valemit (9.4) aluseks võttes. Selle võrrandi tuletamiseks kirjutame esmalt valemi (9.2) molekulide kontsentratsiooni definitsiooni arvestades kujul 2eku lg N p . 3V Asendame siia molekulide kulgliikumise keskmise energia valemist (9.4), saame tulemuseks kTN p . V
annaabi.ee 
