o Termodünaamika I. printsiip (+ joonis) Süsteemile antud soojushulga ning süsteemi poolt tehtav töö on võrdne antud süsteemi siseenergia muuduga. Ei ole võimalik ehitada masinat, mis teeks tööd ilma väliskeskkonnast saadava soojuseta (energiata) ∆U = ∆Q + ∆A ∆ U – süsteemi siseenergia muut ∆ Q – süsteemile antud soojushulk ∆ A – süsteemi poolt tehtav töö o Soojuspaisumine, joon- ja ruumpaisumine, vee paisumine (+ valemid ja joonised) Soojuspaisumine on keha mõõtmete muutumine soojendamisel. Enamik aneid paisub temperatuuri tõustes, sest nende aatomite ja molekulide vahelised keskmised kaugused suurenevad. Joonpaisumine on parameeter, mis väljendab materjali ühe pikkusühiku paisumist temperatuuri muutmisel 1 °C võrra.
q= (laetud kehade ühtlaselt) l = l 0 (1 + t ) (joonpaisumine) 2 P = m (g + a ) (keha liigub kiirendusega mõõtmetega juhtme) kokkupuutumisel laengud võrdsustuvad) üles) V =V 0 (1 + t ) (ruumpaisumine) i S = S 0 (1 + 2t ) B = 0 (ringvoolu tsentris) I = q P = m (g - a ) (keha liigub kiirendusega 2R t 3 (sama materjali) 0 2R 2 i
Inimene on õppinud kasutama soojusnähtusi (autod, lennukid, laevad) Temperatuur Temp. on keha soojusolekut iseloomustav suurus. A.Celsius 1701-1744 0 jää sulamine ja 100 vee keemine G.D.Farenheit 1686-1736 32F jää sulamine, 212F vee keemine R. de Reaumur 1683-1757 0R, 80R W.Thomson (lord Kelvin) 273 K 373 K Soojuspaisumine Kõik kehad soojenedes paisuvad. Nii gaasid, vedelikud kui ka tahked vedelikud. Tahkete kehade soojuspaisumine jaguneb kaheks: ruumpaisumine ja joonpaisumine. Joonpaisumist leitakse valemist l=l(null all) × × t alfa= 1/kraadindik, t= t2- t1 l= lo + l. l=pikenemine(m) lo= altpikus alfa= joonpaisumistegur l= lõpppikkus t2= lõpptemp. t1= algtemp. t= temp.-i muut. Soojushulk Soojushulk on energiakogus, mille keha saab või kaotab soojusülekande protsesis. Soojushulka leitakse valemist Q= c × m × (t2-t1), Q-soojushulk (joul), m-mass(kg), t1,t2 (kraadid) c-erisoojus (joul/kg kraadi kohta).
∆U = ∆Q + ∆A diferentsiaalide kujul dU=dQ+dA ∆ U – süsteemi siseenergia muut ∆ Q – süsteemile antud soojushulk ∆ A – süsteemi poolt tehtav töö o Paisumistöö (+ valem) Kui süsteemi ruumala saab muutuda ja väline rõhk on konstantne (paisumine atmosfäärirõhu vastu), siis: o w = −Pex∆V, Paisumisel vaakumisse tööd ei tehta ehk Pex = 0 o Soojuspaisumine, joon- ja ruumpaisumine, vee paisumine (+ valemid ja joonised) on keha mõõtmete muutumine soojendamisel, aineosakesed hakkavad kiiremini liikuma joon- ja ruumpaisumine- tahked ained paisuvad soojenedes ja tõmbuvad kokku jahtudes, vee paisumine- paisuvad soojenedes ja tõmbuvad kokku jahtudes 13) Termodünaamilised protsessid o Isoprotsessid, töö isoprotsessides (+ valemid ja joonised) isobaarne- rõhk on jääv V/T=const P
Ideaalse gaasi oleku võrrand:1.Ideaalse gaasi juures 16.Matemaatiline pendel: on kaalutu ja venimatu niidi me ei arvesta molekulide ruumala.2.omavahel molekulid otsa riputatud punktmass.Võnkeperiood T avaldub mitte kunagi kokku ei põrku.pV=m/µ RT ;p-rõhk, T=2l/g.Füüsikaliseks pendliks võib olla iga keha,kui V- ruumala,m-ass,µ-moolmass.RT-ruumala. see on nii kinnitatud,et ta saab võnkuda ning 30.Tahke keha joon ja ruumpaisumine: kinnituspunkt ei ühti raskuskeskmega. l=lt-l0 T=2I0/mgl ; T=2lt/g ,lt taandatud õlg. 17.Võnkumiste sumbumine:Sumbuvaid võnkumisi kirjeldab siinusfunktsioon kuid selle amblituud väheneb ajas eksponentsiaalselt.x=Asinst; s=02-2; (1+t)-joonpaisumis binoom. =r/2m ;=lnA(t)/A(t+T)= T ; -sumbuvus tegur,r- V=Vt-Vo Keskonna takistustegur.Võnkleamplituudi vähenemist kirjeldab sumbuvuse logaritmiline dekrement( ),mis on
süsteemi või keha soojuslikku olekut ehk soojusastet. 12) Termodünaamika 1. seadus o Soojushulk (+ mõõtühik) Soojushulk on füüsikaline suurus, mis iseloomustab soojusvahetuse teel üle kantud energiahulka. džaul (J) o Erisoojus (+ valem ja mõõtühikud) o Termodünaamika I. printsiip (+ joonis) o Paisumistöö (+ valem) o Soojuspaisumine, joon ja ruumpaisumine, vee paisumine (+ valemid ja joonised) 13) Termodünaamilised protsessid o Isoprotsessid, töö isoprotsessides (+ valemid ja joonised) o Adiabaatiline protsess, MendelejevClapeyron’i seadus (+ joonis) 14) Molekulaarkineetiline teooria o Ideaalne gaas o MKT põhipostulaadid o MKT põhivõrrand (+ valem) o Gaasi temperatuur, selle seos mikroparameetritega (+ valem)
Molekulide soojusliikumine: ? tahkistes vonkumine tasakaaluasendite umber; ? vedelikes vonkumine ja huppeline edasiliikumine; ? gaasides pidev kaootiline liikumine Keha soojendamisel hakkavad molekulid kiiremini liikuma. Suureneb molekulide keskmine kaugus ja keha paisub. Kui keha pikkus on palju suurem kui tema labimoot, siis esineb joonpaisumine ning keha pikkuse muut Kui keha koik kolm moodet on samas suurujargus, siis esineb ruumpaisumine ning keha ruumala muut Keha siseenergia on keha molekulide kineetilise ja potentsiaalse energia summa. Siseenergia levimist uhelt kehalt teisele nimetatakse soojusulekandeks. Soojusulekandes levib siseenergia soojemalt kehalt kulmemale. Soojusulekanne kestab seni, kuni kehade temperatuurid saavad vordseks. Soojusulekande liigid ? soojusjuhtivus: energia levib uhelt aineosakeselt teisele molekulidevaheliste porgete tottu, ilma et aine umber paikneks;
•kasvuks ning paisumisel tehtava töö tegemiseks süsteemi välisjõudude vastu (ehk – süsteemi poolt tehtavaks tööks) •Paisumistöö (+ valem) Töö tegemine on alati seotud süsteemi mõjutavate väliskehade ümberpaiknemisega § Gaasi kokkusurumisel teevad väliskeskkonna kehad tööd A’, gaas teeb sellisel juhul tööd A = – A’ •Soojuspaisumine, joon ja ruumpaisumine, vee paisumine (+ valemid ja joonised) Enamik aineid paisub temperatuuri tõustes,sest nende aatomite ja molekulide vahelised keskmised kaugused suurenevad Paisumist tavaliselt arvutatakse eeldades, et kogu temperatuuri kasv (süsteemile antud soojushulk) läheb paisumistöö tegemiseks (e. ruumala suurendamiseks) § Kui metallvarda, pikkusega l0, temperatuuri tõstetakse ΔT võrra, siis selle pikkus kasvab Δl võrra
välisjõudude vastu: ,kus Q-soojushulk; ΔU- siseenergia; A-töö(välisjõudude vastu kas + või -) 3. Soojuspaisumine (+ vee paisumine) Soojuspaisumine on keha mõõtmete muutumine soojendamisel. Enamik aneid paisub temperatuuri tõustes, sest nende aatomite ja molekulide vahelised keskmised kaugused suurenevad. Joonpaisumine on parameeter, mis väljendab materjali ühe pikkusühiku paisumist temperatuuri muutmisel 1 °C võrra. Joonpaisumistegur oleneb materjali omadustest. Ruumpaisumine on keha ruumala muutumine soojenemisel. Kui tahkise kõik mõõtmed kasvavad temperatuuri tõustes, siis peab ka selle ruumala kasvama. Vee paisumine on vee tihedus tahkes olekus väiksem kui vedelas olekus. Nagu näha, on vee tihedus suurim temperatuuril 4 Co. 4. Faas ja faasisiire Faas ehk aine faas on aine olek, milles keemiline koostis ja füüsikalised omadused on selle aine ulatuses ühesugused. Faasisiire on aine üleminek ühest faasist teise keemiliselt homogeenses süsteemist
ja omab kindlaid mõõtühikuid. tA on seotud kehade molekulide liikumisega. Keha soojendamine tähendab kehale energia andmist ja jahutamine ära võtmist. Temperatuuri muutus kutsub esile keha füüsikaliste omaduste muutumise. Temperatuuri määramine katsumise teel on subjektiivne. Temperatuuri objektiivseks määramiseks kasutatakse mõõteriistu. Nende ehitus põhineb keha füüsikaliste omaduste muutumisel temperatuuri muutudes. On kasutusel järgmised põhimõtted 1) vedelike ruumpaisumine vedeliku ruumala muutub temperatuuri muutudes; vedelik termomeeter. 2) tahkete kehade joonpaisumine; bimetall termomeetrid. 3) takistus termomeetrid elektri juhtide takistus muutub temperatuuri muutudes. 4) kehade poolt kiiratav valgus sõltub temperatuurist; optilised püromeetrid. Vanasti osati võrdlemisi täpselt mõõta massi, pikkust jne, kuid esimese väga algelise objektiivse soojusmõõtja töötas välja G. Galilei. Teaduses kasutatakse kelvini skaalat
annaabi.ee 
