Füüsikaline keemia Kristian Leite Materjalid/ainet andis Kalju Lott TD mõisted Termodünaamiline süsteem ruumiosa, mida iseloomustavad kindlad termodünaamilised suurused. See on eraldatud ümbritsevast piirpinnaga. Olekuparameetrid termodünaamilist süsteemi iseloomustavad suurused n. U,H,G,F. Olekuvõrrand Parameetrite omavaheline sõltuvus n. ideaalgaasi olekuvõrrand Olekufunktsioon süsteemi olekust sõltuv suurus, sellele vastandub protsessifunktsioon (vt.all). On täisdiferentisaalina Protsessifunktsioon süsteemis toimuvat protsessi iseloomustav suurus, sõltub protsessi läbiviimise viisist, tähistatakse väiketähega (töö w, soojushulk q) Homogeenne süsteem süsteem, kus omadused on kõikjal ühesugused või muutuvad ühtlaselt Heterogeenne süsteem süsteem, mille võib jaotada erinevate omadustega osadeks (faasid) Faasid süsteemi osad, mida iseloomustavad faasisiseselt ühtlased
süsteemi olekut iseloomustada (U, H, S, G, F) Olekuvõrrand süsteemi olekut iseloomustav parameetrite omavaheline sõltuvus (ideaalgaasi olekuvõrrand, reaalgaasi olekuvõrrand) Olekufunktsioon suurus, mis sõltub ainult süsteemi olekust, aga mitte selle oleku saavutamise viisist. Z = f(x, y) on olekufunktsioon, kui tema lõpmata väike muudatus dZ on täisdiferentsiaal: Z Z dZ = dx + dy x y y x Protsessifunktsioon süsteemis toimuvat protsessi iseloomustav suurus, sõltub protsessi läbiviimise viisist, tähistatakse väiketähega (töö w, soojushulk q) Homogeenne süsteem süsteem, mille omadused on tema kõigis osades ühesugused või muutuvad ühest kohast teise üleminekul pidevalt. Heterogeenne süsteem süsteem, mis koosneb mitmest erisuguste omadustega osast faasist. Avatud süsteem toimub nii energia- kui ka ainevahetus ümbritseva keskkonnaga
Mehaaniline töö tehakse suletud süsteemi poolt teda väliskeskkonnast eraldavate pindade asendi muutuse tagajärjel. 32. Millal loetakse mehaanilist tööd positiivseks, millal negatiivseks Mehaaniline töö loetakse positiivseks, kui see tehakse termodüinaamilise keha paisumisel negatiivseks aga siis, kui termodünaamilise keha maht väheneb 33. Kas termodünaamilises protsessis tehtav töö on oleku või protsessifunktsioon. termodünaamilises protsessis tehtav töö on protsessifunktsioon 34. Tehnilise ehk kasuliku töö mõiste ja graafiline kujutamine p-v diagrammil. Juhul kui termodünaamiline keha läbib süsteemi pideva voolusena (vt joonis ), p1v1 p2v2 lt koosneb süsteemist saadav töö keha sisenemis-, väljumis- ja mehaanilise töö algebralisest summast: lt= ls +l + lv 35. Mis on energia?
Mehaaniline töö tehakse suletud süsteemi poolt teda väliskeskkonnast eraldavate pindade asendi muutuse tagajärjel. 33. Millal loetakse mehaanilist tööd positiivseks, millal negatiivseks Mehaaniline töö loetakse positiivseks, kui see tehakse termodüinaamilise keha paisumisel negatiivseks aga siis, kui termodünaamilise keha maht väheneb 34. Kas termodünaamilises protsessis tehtav töö on oleku või protsessifunktsioon. termodünaamilises protsessis tehtav töö on protsessifunktsioon 35. Tehnilise ehk kasuliku töö mõiste ja graafiline kujutamine p-v diagrammil. Juhul kui termodünaamiline keha läbib süsteemi pideva voolusena (vt joonis ), p1v1 p2v2 lt koosneb süsteemist saadav töö keha sisenemis-, väljumis- ja mehaanilise töö algebralisest summast: lt= ls +l + lv 36
väliskeskkonnaga olekut iseloomustada Avatud süsteem toimub energia ja ainevahetus Olekuvõrrand süsteemi olekut iseloomustav ümbritseva keskkonnaga parameetrite omavaheline sõltuvus Borni algoritm Born koostas abivahendi seoste Paisumistöö töö, mis on tingitud ruumalamuutusest leidmiseks olekufunktsioonide omavahelistes sõltuvustes. Protsessifunktsioon süsteemis toimuvat protsessi Nelinurgas on 2 noolt, 1 ülalt alla, 2. Vasakult paremale. iseloomustav suurus, sõltub protsessi läbiviimise viisist, Vaadates olekufunkts ja olekupar paigutust on näha, et iga tähistatakse väiketähega (töö w, soojus q) olekufunkts on ümbritsetud temale omaste Reaktsiooni isobaar Isobaariga saab leida olekuparameeteritega (yl: H,S,V kesk: P,V all: G,T,F) tasakaalukonstandi, kui P=const
termodünaamika esimesest seadusest tulenevaid järeldusi Isohooriline, isobaariline ja isotermiline. Energia on keha või jõu võime teha tööd. Siseenergia – Siseenergia muut on võrdne soojusefektiga konstantsel ruumalal qv=∆U, süsteemi summaarne võime teha tööd, süsteemi koguenergia. Kui teeme tööd, siis siseenergia kasvab. Olekufunktsioon, sõltub ainult süsteemi olekust, mitte selle saavutamise viisist. Ühik on J. Protsessifunktsioon – süsteemis toimuvat protsessi iseloomustav suurus, mis sõltub protsessi läbiviimise viisist (nt töö w ja soojushulk q). Töö – liikumine mõjuva jõu vastu, ühik J, termodünaamika põhimõiste. Soojus(q) – energia, mis kantakse üle tänu temperatuuri erinevusele, kõrgemalt => madalamale, ühik J. Teepikkus*jõud. Olekufunktsioonid – on sellised süsteemi olekut iseloomustavad suurused, mis ei sõltu
süst. Tehniline töö lt avaldatakse keha 1kg-le: lt=-p1stp2ni• III – protsessides töö sooritatakse ainult gaasi vdp [J/kg]. kus p1 ja p2 on vastavalt keha rõhk süsteemi siseenergia vähenemise arvelt ja temperatuur sisenemisel ja süsteemist väljumisel. Tehniline töö kui väheneb ning väljast soojust juurde ei lisata. protsessifunktsioon sõltub keha algolekust lõppolekusse ülemineku tingimustest. Tehniline töö loetakse positiivseks td keha rõhu vähenemisel ning negatiivseks rõhu suurenemisel. 6. Vee isobaarne kuumutamine. Vee kuumutamise all mõistame vee temp. tõstmist algolekust kuni antud rõhule 3. Termodünaamika I seadus. Termodünaamika esimeseks vastaval küllastustemp. Seda seletab Ts-diagramm.
Otto lt=-p1stp2ni· vdp [J/kg]. kus p1 ja p2 on vastavalt keha minna ühest faasist teise. Samuti on võimalik aine olek ringp. Otto rp. töötavates mootorites kasut. kergeid rõhk süsteemi sisenemisel ja süsteemist väljumisel. mitmes faasis korraga. Kolmikpunkt--kolmes vedel-ja gaas kütuseid. Õhu ja kütuse segu süüdatakse Tehniline töö kui protsessifunktsioon sõltub keha agregaatolekus korraga. Kolmikpunkti parameetrid on elektri sädemega. Siin on soojuse eraldumine vaadeldav algolekust lõppolekusse ülemineku tingimustest. Vesi: p=610,8Pa; T=273,18K; v=0,0010002m3/kg. püsivmahulisena. Protsessi kujutame Ts diagrammil: 1-2 Joonis: ,Vee kolmikpunkt`. adiabaatiline komprimeerimine
tööks. Tehnilist tööd sooritab materiaalselt avatud td süst.Tähistades td keha rõhu ja erimahu süsteemis sisenemisel p1 ja v1, avaldub sisenemistöö ls=p1v1, väljumistöö lv=-p2v2. Mehaaniline töö on l=v1∫ v2ni pdv. Tehes vastavad asendused, saame: lt= p1v1+( v1∫ v2ni pdv)- p2v2. Tehniline töö lt avaldatase keha 1kg-le: lt=-p1stp2ni• vdp [J/kg]. kus p1 ja p2 on vastavalt keha rõhk süsteemi sisenemisel ja süsteemist väljumisel. Tehniline töö kui protsessifunktsioon sõltub keha algolekust lõppolekusse ülemineku tingimustest. Tehniline töö loetakse positiivseks td keha rõhu vähenemisel ning negatiivseks rõhu suurenemisel. Siseenergia. Td kehas sisalduvat energia hulka nim. siseenergiaks, mis on keha osakeste kulg -ja pöörlemisliikumiseenergia, osakeste omavahelise asendi ning molekulide ja aatomite võnkumisenergiate summa. Juhul, kui td-line süsteem on väliskeskkonnast isoleeritud ja tervikuna
равновесии. В общем случае это F (P,V,T) = 0 (1-13) Из выражения pV=kNT (закон Авогадро) и формулы n = NA/ Vµ = NA/ v∙ µ следует, что pVµ = NAkT (1-14) для одного киломоля газа. 6. Selgitage, miks termodünaamilises protsessis tehtav töö on protsessifunktsioon ja missugusel tingimusel mehhanilise töö loetakse positiivseks. Почему работа в термодинамическом процессе является функцией процесса и при каком условии механическая работа считается позитивной (положительной)? 7. Mayeri võrrand. Уравнение Майера.
Protsesside liigid soojusvahetuse suuna järgi Eksotermiline protsess soojus eraldub Endotermiline protsess soojus neeldub Adiabaatiline protsess puudub soojusvahetus Olekufunktsioonid Olekufunktsioonid on arvutavad suurused. Süsteemi olekufunktsioonideks on sellised süsteemi olekut iseloomustavad suurused, mis ei sõltu oleku saavutamise viisist. Olekufunktsioone tähistatakse suurte tähtedega (siseenergia U, entalpia H, entroopia S, Gibbsi energia G) Protsessifunktsioon süsteemis toimuvat protsessi iseloomustav suurus, mis sõltub protsessi läbiviimise viisist (nt. töö w, soojushulk q) Töö (w) Termodünaamika põhimõisteks on töö. Töö on liikumine mõjuva jõu vastu . Töö mingi objekti liigutamisel mõjuva jõu vastu võrdub jõu ja teepikkuse korrutisega: w= F*d töö mõõtühikuks on dzaul J. 1 J = 1 N1 m = 1 kgm2s-2 (1 cal = 4,1868 J) Siseenergia (U)
Protsesside liigid soojusvahetuse suuna järgi Eksotermiline protsess soojus eraldub Endotermiline protsess soojus neeldub Adiabaatiline protsess puudub soojusvahetus Olekufunktsioonid Olekufunktsioonid on arvutavad suurused. Süsteemi olekufunktsioonideks on sellised süsteemi olekut iseloomustavad suurused, mis ei sõltu oleku saavutamise viisist. Olekufunktsioone tähistatakse suurte tähtedega (siseenergia U, entalpia H, entroopia S, Gibbsi energia G) Protsessifunktsioon süsteemis toimuvat protsessi iseloomustav suurus, mis sõltub protsessi läbiviimise viisist (nt. töö w, soojushulk q) Töö (w) Termodünaamika põhimõisteks on töö. Töö on liikumine mõjuva jõu vastu . Töö mingi objekti liigutamisel mõjuva jõu vastu võrdub jõu ja teepikkuse korrutisega: w= F*d töö mõõtühikuks on dzaul J. 1 J = 1 N1 m = 1 kgm2s-2 (1 cal = 4,1868 J) Siseenergia (U)
annaabi.ee 
