temperatuur makro ainekoguse ruumala makro 3. Vali kirjeldusele vastav soojusülekande liik 1. Energia levib gaasi või vedeliku liikumise tõttu konvektsioon 2. Energia levib ühelt aineosakeselt teisele põrgete tõttu, ilma et aine ümber paikneks soojusjuhtivus 3. Energia levib elektromagnetlainete kiirgamise ja neelamise tõttu soojuskiirgus 4. Puidu erisoojus on u 3x suurem kui liival (835 K kg 1 K 1). Järelikult 1 kg puidu soojendamiseks kuluv soojushulk on suurem kui sama koguse liiva soojendamiseks kuluv soojushulk. 5. Aurustumiseks vajalik soojushulk sõltub (mitu) a. ainekoguse massist c. Aine aurustumissoojusest 6. Jää sulamistemp on 273 kraadi a. absoluutses temperatuuriskaalas (K) 7. Soojusülekandel ülekantav soojushulk sõltub (mitu) a. keha temperatuurist b. Aine erisoojusest c. Massist d. Aine tihedusest e. Keha temperatuuri muudust 8. Välise rõhu kasvades keemistemperatuur a. kasvab 9
Keemise ajal keemistemperatuur ei muutu. Aine sulamissoojuse määramine Sulamissoojuse määramiseks võetakse mingi kogus tahkist. Määratakse tahkise mass kaalumise teel. Aine sulamissoojuse määramine Mõõdetakse temperatuur, mille juures toimub aine sulamine. Määratakse soojushulk, miś on vajalik aine täielikuks sulatamiseks. Aine sulamissoojuse määramine Et suurus ei sõltuks ainetüki massist, soojushulk siis jagatakse sulamiseks kuluv soojushulk aine mass massiga. Aine sulamissoojuse määramine Võetakse kasutusele suuruse tähis. Aine sulamissoojuse määramine
· Töö Q=cm t Töö (J) Jõud (N) Aine erisoojus A=F*s*cos Tempi Vahemik 0 ( C) Nihe (m) Nurk jõu ja nihke · Soojushulk(J) vahe Q=*m Sulamissoojus (J/kg) Mass(kg) · Soojushulk Soojushulk(J) Q=L*m
P). U = Q - Ag Gaasi siseenergia muut on võrdne sellele antud või ära võetud soojushulga ja gaasi poolt tehtud töö algebralise vahega. 8. Termodünaamika I printsiibist tulenevad järeldused (ka tuletuskäik ning põhjendused) · Isohoorilisel protsessil V = const U = Q - Ag Ag = 0 ; U = Q Ag = p V Ag = 0 Isohoorilise protsessi korral kulub gaasile antav/ära võetav soojushulk selle siseenergia muutmiseks. · Isotermilisel protsessil T = const U = Q - Ag 3 U = 0; Q = Ag U = 2 kTN U= 0 Isotermilise protsessi korral kulub gaasile antav soojushulk selle poolt tehtavaks tööks. · Isobaarilisel protsessil Isobaarilise protsessi korral kulub soojushulga muutus nii süsteemi siseenergia muutuseks kui ka gaasi poolt tehtavaks tööks, kuna soojushulga muutus ei sõltu süsteemi rõhust. Q = U + Ag
Termodünaamika soojusnähtuste ajalooline ja väga oluline makrokäsitlus. Soojusmasin masin, mis muundab soojust (ja ka keha siseenergiat) tööks. I printsiip energia jäävuse seadus. II printsiip protsesside iseeneslikul kulgemisel looduses on kindel suund. Siseenergia keha molekulide kineetilise ja potensiaalse eneria summa. Siseeneriat saab muuta 1)talle soojushulka andes(kuumutamine) 2)mehaanilist tööd tehes(hõõrdumine). Q (juurde antav soojushulk) = delta U (siseeneria muut) + A (välisjõudude vastu tehtud töö). Soojusmasinates kasutatakse gaase sest 1) paisuvad paremini 2) tahke ja vedela aine suur rõhk paisumisel võib masinat kahjustada 3)gaasil on soojushulga üleandmine kergem. Soojusmasina kasuteguriks nim suhet, mis näitab kui palju juurdeantavast soojushulgast on suudetud tsüklis muuta kasulikuks tööks.(=Akas /Q1) Entroopia suurus energia kvaliteedi hindamiseks. Mida kõrgem on kvaliteet, seda madalam on entroopia. Ter...
keha pind, seda rohkem energiat keha ajaühikus kiirgab, mida suurem on keha pindala, seda rohkeme energiat ta kiirgab, mida tumedam on pind, seda rohkem energiat keha ajaühikus neelab. 16.Siseenergiat on võimalik muuta kahel viisil: töö ja soojusülekande teel. 17.Soojusliku tasakaalu korral puudub kehade vaheline soojusülekanne, st kehade temperatuurid/siseenergia on võrdsed. 18.Keha soojenemisel antav ja jahtumisel eralduv soojushulk sõltub keha massist, ainest ja temperatuuride vahest. Seda arvutatakse valemiga Q=cm t Q soojushulk ( J) c- erisoojus J/kgC M mass kg T temperatuuride vahe, C 19. Erisoojus on füüsikaline suurus, mis näitab, kui suur soojushulk on vaja anda 1 massiühikulisele ainele, et tema temperatuur tõuseks 1 C kraadi võrra. 20. Vee erisoojus on 4200 J/kg C , st et 1 kg vee soojendamiseks 1 C võrra on vaja talle anda soojushulk 4200 J 21
Mehaaniline töö Võimsus (W) Potensiaalne energia (jaulides) Kineetiline energia (Jaulides) Nurkkiirus , kus (fii) on pöördenurk ja t on aeg (rad/s) Joonkiirus ringliikumisel (m/s) Võnkeperiood (1 s) Sagedus (Hz) Rõhk, p - on rõhk, F jõud ning S pindala (Pa) Ideaalse gaasi oleku võrrand, kus P[Pa],V[m3], T[0K] Isotermiline protsess Isobaariline protsess Isohooriline protsess Q=cm Soojushulk temperatuuri muutumisel Q=m Soojushulk sulamisel Q=rm Soojushulk keemisel, r- soojuhulk 1kg aine aurustumieks keemis temperatuuril Q=qm Kütuse kütteväärtus, q-kütuse kütteväärtus Kasutegur Columb`I seadus, - [c], r[m], Elektrivälja tugevus proovilaengu kaudu , N/c, q- proovilaeng Elektrivälja tugevus välja tekitava laengu kaudu Potensiaal Pinge on potensiaalide vahe [V] Kondensaatori mahutuvus [F]
SULAMINE * Aine üleminek tahkest olekust vedelasse. * Tahkestumine e. tahkumine on aine üleminek vedelast olekust tahkesse * Sulamise ajal (ja tahkestumise) keha temp. Ei muutu (Sulalumi, jäävesi 0 kraadi). * Keha sulatamiseks tuleb talle anda soojushulk, See soojushulk kulub mol.pot.energia suurendamiseks, mille moodustavad tahke keha molekulid, e. kristallvõre lõhkumiseks(temp. Seega mol. Kiirus ja kinenergia ei muutu). *Keha sulatamiseks vajalik soojushulk sõltub ...1...keha massist võrdeliselt ...2...keha ainest võrdeteguri landa kaudu. Q= LANDA * m(mass) Sulamissoojus Landa = Q/m (J/kg) näitab 1kg aine sulamiseks vajalikku soojushulka(1kg tahkumisel eralduvat Q-d) Näide: Vase sulamissoojus on 1,8*10(5) J/Kg näitab, et 1kg vase sulatamiseks kulub 180000J Tahke aine soojenemise graf. : Tahkumisel: AURUSTUMINE JA KONDENSEERUMINE *...on aine üleminek vedelast olekust gaasilisse. *...on aine üleminek gaasilisest olekust vedelasse
Termodünaamika kirjeldab ainete omadusi ilma aine siseehitusse tungimata, kasutades makroparameetreid (ainehulk) on termodünaamika aluseks printsiibid, I printsiip süsteemile juurde antev soojushulk kulub süsteemi siseenergia suurendamiseks ja mehaaniliseks tööks, mida tehakse välisjõudude vastu (paisumine), II printsiip suletud süsteemi soojusliku protsessi tulemusena entriipia kasvab, temp väheneb (soojus ülekanne ei saa iseenesest toimuda külmemalt kehalt soojemale), siseenergia moodustub molekulide kineetilisest ja potensiaalsest energiast (olek, temp), soojusülekanne siseenergia levimine
7 35 0,87 19,5 14 700 25 21, 82,2 1 17,1 13,8 573,3 25 21, 80,9 9 1) Seadme soojusbilanss: Süsteemi sisenev soojushulk = süsteemist väljuv soojushulk A = Q1 + Q2 + Qkadu, kus A- Tarbitud elektrienergia Q1 – auruga vaakumsüsteemi lahkunud soojushulk Q2 – jahutusveele üleantud soojushulk Qkadu – soojuskadu 2) Aurustunud vee kulu W = F – L , kus F – lahuse algmass F = 0,049*( 941-223) = 35,18 g L – lahuse lõppmass L = 0,055*(351-276) = 4,125 g xF – lahuse algkontsentratsioon – 4,9% xL – lahuse lõppkontsentratsioon – 5,5%
Soojusõpetus · Soojushulk: Q = cm(t² - t¹) (soojushulk = erisoojus x mass x (lõpptemperatuur - algtemperatuur)) põhiühik: J(dzaul) · Sulamissoojus: = Q : m (sulamissoojus = soojushulk : mass) · Aurustumissoojus: L = Q : m Elektriõpetus · Voolutugevus: I = q : t (voolutugevus = laengu suurus : aeg) põhiühik: A(amper) · voolutugevus: I = U : R (voolutugevus = pinge : takistus) · Pinge: U = A : q (pinge = töö : laengu suurus) põhiühik: V(volt) · Eritakistus: = RS : l (eritakistus = takistus x juhi pindala : juhi pikkus) Elektrivoolu töö · Töö: A = Uq (Töö = pinge x laengu suurus) põhiühik: J(dzaul)
aurustamiseks keemistemp (Ha. kJ/mol).
Kastepunkt teatud temp, kus õhu jahtumisel saab õhu niiskussisaldus võrdseks
vee küllastunud auru rõhuga.
Sulamistemperatuur tem, mille juures tahke ja vedel faas on tasakaalus rõhul 1
atm.
Sulamissoojus energiahulk, mis on vajalik 1 mooli aine sulamiseks
sulamistemperatuuril (Hs, kJ/mol). Hs
SUURENEMINE JAHTUMINE SISEENERGIA KINEETILISE KOMPONENDI VÄHENEMINE Soojushulk keha siseenergia hulk mis kandub teisele kehale või siis teistelt kehadelt antud kehale. Kunagi võeti 1g vett ja soojendati seda 1 kraadi võrra. Soojushulka hakati nimetama kaloriks ( tänapäeval J ). Soojushulk on Q . 1 cal = 4,2 J. 1 kalor on soojushulk, mis on vajalik 1g vee soojendamiseks 1 kraadi võrra. 7 ) soojusülekanne Soojusjuhtivus. Soojusjuhtivuseks nimetatakse siseenergia levimist ühelt aineosakeselt teisele. Head soojusjuhid on metallid, halvad on vesi ja jää ja gaasid. Vaakumis puudub soojusjuhtivus. Konvektsioon. Siseenergia levimine vedeliku- gaasivoolude liikumise teel. Soe keha soojendab õhku, soe õhk paisub ja tihedus väheneb, mõjub üleslükkejõud ja tõuseb üles. Asemele tuleb jahe õhk, mis soojeneb
*aineosakeste kineetiline *aineosakeste potensiaalne energia. energia (liikumis en.) kineetiline komponent. siseenergia sõltub aineosakeste liikumiskiirusest (t*) - aineosakeste vastastikusest asendist (aine olek) Energia jäävuse seadus- energia ei kao ega teki, kandub ühelt kehalt teisele. soojushulk Q=E mis keha saab (mis vabaneb) E=A (töö) soojushulk Q 1cal= 4,2J mõõtühik 1J 1cal (kalor) Mida tähendab kalor ? 1 kalor on soojushulk, mis on vajalik 1g vee temperatuuri tõstmiseks 1*C võrra.
Soojusülekande liigid: konvektsioon- sü, kus energia levib gaasi või vedeliku liikumise tõttu. Soojusjuhtivus- sü, kus energia levib ühelt aineosakeselt teisele molekulide liikumise tõttu, ilma et keha ümber paikneks. Soojuskiirgus- sü, kus energia levib elektromagnetlainete kiirgamise neelamise tõttu. TD I printsiip: Süsteemile juurdeantav soojushulk kulub süsteemi siseenergia suurendamiseks ja mehaaniliseks tööks, mida tehakse välisjõudude vastu. Q=U+A Q- soojushulk- 1J Q>0-süsteem saab juurde soojushulga -muut Q<0-süsteem annab ära soojushulga U- siseenergia muut-1J A>0-kui keha paisub A- töö-1J A<0-ruumala väheneb A=p·V p-rõhk-1Pa V-ruumala muut- 1 m³ Mida suurem on rõhk ja ruumala muut, seda suurem on töö. Sisepõlemismootor
Soojusõpetuse kordamisküsimused tunnikontrolliks 1. Selgita erisoojuse ja sulamissoojuse mõiste. Erisoojus on soojushulk, mis on vajalik 1kg aine soojendamiseks, sulamissoojus on soojushulk, mis on vajalik 1kg aine sulatamiseks 2. Kuidas soojenevad ja jahtuvad suure erisoojusega ained? Soojenevad aeglaselt , samuti jahtuvad aeglasemalt 3. Millise aineoleku muutused vajavad soojust ja millised eraldavad soojust ? Tahkest-vedelaks-gaasiliseks---vajavad soojust Gaasilisest-vedelaks-tahkeks---eraldavad soojust 4. Nimeta soojusülekande liigid. 1.Soojusjuhtivus 2.Konvektsioon 3.Soojuskiirgus 5
Kogu energia E=Ep+Ek η - kasutegur η-% Soojushulk Q = cm(t2-t1) E - koguenergia E-J Soojushulk sulamisel Q = Lm Ep - pot. energia Ep - J Soojushulk keemisel Q = λm Ek - kin. energia Ek - J Voolutugevus I = q/t Q - soojushulk Q-J Pinge U = A/q c - erisoojus c - J/kg°C Takistus R= ρ l/S L - keemissoojus L - J/kg Ohmi seadus I = U/R λ - sulamissoojus λ - J/kg Voolutugevus I=I1=I2 t2 - lõpptemp t2 - °C jadaühendusel t1 - algtemp t1 - °C Pinge U=U1+U2 I - voolutugevus I-A
1. Mis on soojusmasin? Too 2 näidet konkreetsete masinate kohta. Selgita, kus soojushulk tekib ja milleks kasutatakse. Soojusmasin on masin, mis muundab soojusenergia mehaaniliseks tööks. Soojusmasin koosneb soojendist (süsteemile siseenergiat andev keha), jahutist (süsteemilt siseenergiat saav keha) ja töökehast (siseenergiat mehaaniliseks energiaks muutev keha) a) Aurumasin soojushulk tekib veeanumas/küttekatlas, mille tulemusena vesi muutus auruks. Kasutati varem aurulaevadel, aururongidel, soekaevandustes. b) Neljataktiline sisepõlemismootor silindris toimub küttesegu põlemine ja soojusenergia muundamine mehaaniliseks tööks (silinder on mootoriploki osa, mille sees liiguvad kolvid). Kasutatakse autodel (bensiinimootor sisselasketaktis siseneb bensiini gaas, diiselmootor sisselasketaktis siseneb õhk) 2
Õppematerjalide loomist toetab AS Topauto/autod, markide Seat, Suzuki, Hyundai ning kasutatud autode müüja üle Eesti Soojusõpetus · Soojushulk Q = cm( t 2 - t 1 ) Q c m t2 t1 · Erisoojus Q · Sulamissoojus m Q L
AINE AGREGAATOLEKU MUUTMINE . Sulamine/tahkumine: Temp. mille juures aine sulab nimetatakse aine sulamistemperatuuriks. Massiühiku aine sulamiseks kuluvat soojushulka nimetatakse sulamissoojuseks. Sulamissoojus = sulamiseks vajalik soojushulk / aine mass. = Q/m ( lambda ) ühik on 1 J / kg. Sulamissoojus näitab kui suur soojushulk kulub 1 kg aine sulamiseks või tahkumiseks. Aurumine/kondenseerumine. Kondenseerumine on õhus oleva nähtamatu auru ühinemine väikesteks nähtavateks piiskadeks. Nähtust kus aine muutub vedelast olekust gaasiliseks , nimetatakse aurumiseks. Aurumise kiirus sõltub õhu liikumisest, õhuniiskusest, vedelikutemperatuurist, ainest, Aurumisel vedelik jahtub. Soojushulka, mille peab andma kindlal temperatuuril oleva aine massiühikule , et muuta see sama
teisele molekulidevaheliste põrgete tõttu, ilma et aine ümber paikneks. ¤Konvektsiooniks nim. soojusülekannet, kus energia levib gaasi-või vedeliku liikumise tõttu. ¤Soojuskiirguseks nim. soojusülekannet, kus energia levib elektromagnetlainete kiirgamise ja neelamise tõttu. Kui kontaktis olevate kehade makroparameetrid ei muutu, nim. kehi soojuslikus ehk termodünaamilises tasakaalus olevaiks. Soojusülekandel üleantavat energiahulka iseloomustab soojushulk Q= c m t (c-aine erisoojus, m-keha mass, t- temp.muut). Aine erisoojus on füüsikaline suurus, mis näitab, kui suur soojushulk tõstab ühikulise massiga keha temp. ühe kraadi võrra .(ühik: 1J/kg'C). Termodünaamikas vaadeldakse protsesse suletud ehk soojuslikult isoleeritud süsteemis st. et süsteemis on soojusvahetus ainult omavahel, mitte aga vaäljaspool kogumit asuvate kehadega. Termodünaamika printsiip: süsteemile juurdeantav soojushulk kulub süsteemi
Kordamine kontrolltööks 3. TERMODÜNAAMIKA ALUSED Termodünaamika põhineb mittetõestatavatele printsiipidele. Makrokäsitlus. Käsitleb soojusülekandeid ja soojuse muundamist tööks. Siseenergia on keha kineetlisise- ja potensiaalse energia summa. Esimene printsiip: Termodünaamilisele süsteemile juurdeantav soojushulk läheb süsteemi siseenergia suurendamiseks ja süsteemi poolt välisjõudude vastu tehtavaks tööks. Q=U+A Soojusmasinad on masinad, mis muundavad soojust tööks. Neljataktiline sisepõlemismootor: 1. takt- sisselasketakt: kütus siseneb, väljalaskeklapp on suletud, kolb liigub alla 2. takt-survetakt: küttesegu surutakse kokku, süttib küünlasädemega 3. takt- töötakt: gaasid paisuvad surudes kolvi alla 4
3. Kirjelda aine sulamist. · Lõhutakse aineosakeste korrapärane asetus · Suureneb siseenergia potentsiaalne komponent · Aine temperatuur ei muutu, sest kogu juurde saadud soojussiseenergia kulub molekulidevaheliste sidemete lõhkumiseks. 4. Mis on tahkumine? Tahkumine on aine muutumine vedelast ainest tahkesse olekusse. 5. Kirjelda aine tahkumist. · Aineosakesed võtavad sellele ainele omase vastastikkuse asendi · Vabaneb soojushulk · Aine temperatuur ei muutu, sest kogu äraantud soojusenergia kulub molekulidevaheliste sidemete moodustamiseks. 6. Mida näitab sulamissoojus? Sulamissoojus näitab, kui suur soojushulk kulub/eemaldub 1 kg sulamiseks või tahkumiseks. 7. Miks esineb talvel külmade ja soojade ilmade vaheldumisel asfaldikahjustusi? Soojadel ilmadel hakkab lumi ja jää sulama ning sulanud vesi läheb asfaldipragudesse. Kui
10. Mehaaniline töö A=FS [j] , A=Pt , P=ui 11. Võimsus N=a/t [w] 12.Potensiaalne energia Ep=mgh[j] mg-raskusjõud 13. Kineetiline energia Ek=mV2/2 [j] 14. Nurkkiirus w=fii/t [rad/s] 15. Joonkiirus ringliikumisel v=2 pii rn [m/s] n-pöörete arv 16.Võnkeperiood T=1/n [s] 17. Sagedus n=f=1/T [p/s] [Hz] 18. Rõhk P=F/s [Pa] 1 N/m2 = 1 Pa 19. Ideaalse gaasi olekuvõrrand 20. Isotermiline protsess P1V1/T1 = P2V2/T2 21. Isobaariline protsess T=absoluutne temp [gelvin] 22. Isohooriline protsess 23. Soojushulk temperatuuri muutumisel Q=cm kolm t [j] kolm t temp muutus c- erisoojus 24. Soojushulk sulamisel Q=lm[j] 25. Soojushulk keemisel Q= Lm[j] 26. Kütuse kütteväärtus Q=gm g-soojushulk 27. Kasutegur n=q kasum/q kogu 28. Coulomb`i seadus F= K# Q1 Q2/ r2 34. Voolutugevus I=q/a [A] q-laengute arv 42. Magnetväljas vooluga juhtmele mõjuv jõud F=BIL vasak-pöial 43. Magnetväljas liikuvas juhis indutseeritud EMJ E=BLV parem-sõrmed R=g l/s U/I/R Rööp u=u1=u2 , i=i1+i2
Termodün.1.prints. termodün.-le süsteemile juurdeantav soojushulk läheb süsteemi poolt välisjõudude vastu tehtavaks tööks. A=- U ;Q= U +A Siseenergiaon molekulide soojusliikumise e.kin.ja vastastikmõju e.pot.energia summa.(J) Q=cm t ; t =(t2-t1); c=erisoojus(4200J/kg*C);cm=C Seda saab muuta soojusvahetuse käigus:kui soojusvahetuse käigus anda kahele kehale mingi soojushulk,siis tema temp.tõuseb. Seetõttu suureneb ka keha siseenergia.Kui soojusvahetuse käigus keha annab ära mingi soojushulga,siis tema siseen.väheneb.Töö gaasi paisumisel: Gaasidega võrreldes paisuvad vadelikud ja tahked ained suhteliselt vähe.Paisudes avaldavad nad küll väga suurt rõhku,mis võib aga masina konstruktsioonile isegi ohtlikuks osutuda.Pealegi on soojushulga kiire üleandmine vedelikule või tahkele ainele raskendatud
printsiip väljendab energia jäävust ja 2.printsiip väljendab asjaolu, et kõik iseenesest kulgevad protsessid toimuvad kindlas suunas. Neid printsiipe ei ole võimalik teoreetiliselt tõestada ega tuletada, nad on avastatud suure hulga vaatlus- ja katseandmete üldistamisel. Termodünaamika kasutab tervet rida makroparameetreid: a) Rõhk p b) Ruumala V c) Absoluutne temperatuur T d) Keha mass m e) Siseenergia U f) Soojushulk Q Soojusnähtuste koral muutub ühel või teisel viisil keha siseenergia. Konkreetse keha siseenergiat on väga raske või peaaegu võimatu määrata, kuid siseenergia muutu saab kindlaks teha küllalt lihtsalt. Siseenergia muutmiseks tuntakse kahte viisi: a) Soojusvahetus ehk soojusülekanne b) Mehaaniline töö Soojushulgaks nimetatakse siseenergia hulka, mis kandub ühelt kehalt teisele soojusvahetuses.
Soojusnähtused. 1. Siseenergia olemus ja selle muutmise viisid: Siseenergia – keha molekulide kineetilise ja nende vahelise vastastikmõju potentsiaalse energia summa a. Soojusülekande teel – Q=∆U (∆U – siseenergia muut) (Q – soojushulk – iseloomustab soojusvahetuse teel ülekantud energia hulka) Soojendamine – Q>0 ∆U>0 Jahutamine – Q<0 ∆U<0 Soojusjuhtivus – soojusenergia kandumine kuumemalt kehalt külmemale kehale aineosakeste vastasmõju tagajärjel (metallid) Konvektsioon – aine liikumisega kaasnev soojuse levimine vedelikus või gaasis Soojuskiirgus – soojuse levimine kehade poolt kiiratava, temperatuurist sõltuva elektromagnetkiirguse mõjul b
Metalli erisoojuse määramine 1. Teoreetiline osa: Aine erisoojus näitab kui suur soojushulk peab kanduma 1kg antud ainest kehale, et tema temperatuur tõuseks ühe ühiku võrra. Käesolev töö põhineb soojusülekandel. Kui üks keha annab mingi hulga soojust ära, peab mõni teine keha samapalju soojust juurde saama, Q1=- Q2. Soojusülekanne kestab seni, kuni temperatuurid tasakaalustuvad. Kui on rohkem, kui kaks keha (n keha) soojusvahetuses, siis soojusliku tasakaalu võrrand on Q1+Q2+Q3+...+Qn=0. Keha poolt juurdesaadud või äraantud soojushulka saab arvutada valemiga
Füüsika 1.Mehhaanika(mõõtmine) p=m tihedus= mass V ruumala 2.Mehaaniline liikumine v=s kiirus = tee pikkus t aeg 3. Kehade vastastikmõju F= m g raskusjõud(njutonites)= keha mass(kg) 10 N/kg p=F Rõhk( )=rõhumis jõud (N) S pinna suurus(m ) 4. Töö ja energia A= F s mehhaaniline töö(J-dsaul)= liikumist põhjustav jõud(N) teepikkus(m) N= A võimsus(W)= töö(J) t aeg(s) 5. Rõhk vedelikes ja gaasides p= p g h rõhk vedelikus= vedeliku tihedus vedelikukõrgus 10 N kg 6. Üleslükkejõud ja kehade ujumine F =p g V ü Üleslükkejõud= tihedus 10 N ruumala kg 7. Võnkumine ja heli f=l/T ...
metall hea soojusjuht.2.konvektsioon - soojus kandub edasi aine ümberpaigutum tõttu, toimb vedeliks ja gaasids. Nt soojad hoovused määravad õhutemp. 3.soojuskiirgus - soojus kandub kiirgusena edasi. Nt. päike soojendab läbi aknaklaasi. Termodünaamika - makroskoopiline teooria, mis käsitleb soojusvahetust, soojuse muundamist tööks ning muid soojusvahetusega seonduvaid nähtusi. Termodünaamika I printsiip väidab, et süsteemile juurdeantav soojushulk kulub süsteemi siseenergia suurendamiseks ja mehaaniliseks tööks, mida tehakse välisjõudude vastu. (Q=U+A) Termodünaamika II printsiip väidab, et suletud süsteemis on protsesside kulgemisel kindel suund. Entroopia suurus, mis iseloomustab energia kvaliteeti. Mida kõrgem on kvaliteet, seda madalam on entroopia. Siseenergia hulk on soojushulk, mille keha saab või kaotab soojusülekande protsessis.Q=cm(te-ta)=cmt, Q-soojushulk(J).
Kontrolltöö Kehade soojenemine ja jahtumine 9 klass Kehade soojenemine ja jahtumine Kuidas leida keha temperatuuri muutu? Keha temperatuuri muudu leimiseks tuleb keha(ahju) lõpptemperatuurist lahutada algtemp. Mis sõltub kehale kandunud soojushulgast? Ahju temperatuuri muut sõltub ahjule kandunud soojushulgast, keha massist ja keha ainest. Mida näitab aine erisoojus? Kui suur soojushulk peab kehale kandume, et keha massiga 1kg soojeneks 1 kraadi võrra. Aine erisoorjus=soojushulk:kehamass*temperatuuri muut ehk c=Q:m(t2-t1) Sulamine ja tahkumine Miks aine sulamisel kulub energiat? Sest sulamisel lõhutakse aineosakeste korrapärane asetus, mis kulutab energiat. Miks aine tahkumisel vabaneb energiat? Aineosakesed võtavad sellele ainele omase vastasikuse asendi, seejuures vabaneb soojushulk. Mida näitab sulamissoojus?
SOOJUSJUHTIVUS on soojusülekande viis, milles antakse edasi osakeste võnkumise energia, aine ise kaasa ei liigu. Head soojusjuhid on metallid, halvad gaasid. KONVEKTSIOON soojusülekande viis vedelikes ja gaasides, mis toimub aine enda ringlemisena. SOOJUSKIIRGUS soojuslekande viis, mis toimub ka tühjuses. Kiiratava energia hulk sõltub temperatuurist, kiirguri pindalast. Samal temperatuuril kiirgavad (neelavad) tumedad kehad rohkem kui heledad. 6. Mis on soojushulk? SOOJUSHULGAKS nimetatakse keha siseenergia hulka, mis keha saab või kaotab soojusülekandes. Soojushulk on füüsikaline suurus. Soojushulga tähis on Q Soojushulga ühik on 1J ja 1cal Q= cmt Q soojushulk 1J c aine erisoojus 1 J kg oC m aine mass 1 kg Soojushulk, mis on vajalik keha soojendamiseks või eraldub keha jahtumisel, on võrdeline
Voolutugevus I A A=Uit Pinge U V Aeg t s N=UI Võimsus N W Keha soojenemine või jahtumine Soojushulk Q J soojusülekandel Kehamass m Kg Q=cm(t2t1) Temp. Muut. t2t1 C Aine erisoojus C J/kg C Kristallilise aine sulamine või tahkumine Soojushulk Q J
1 Fü g V 2 , rõhk vedelikus ja gaasis p g h , üleslükkejõud , võnkesagedus T. 9. klass Soojushulk temperatuuri muutmisel Q c m (t 2 t1 ) , soojushulk sulamisel ja tahkumisel Q m , soojushulk q l I R I U aurumisel ja kondenseerumisel Q L m , voolutugevus t , takistus S , Ohmi seadus R , voolu
1) Sulamine, mis on aine üleminek tahkest faasist vedelasse. 2) Tahkumine, mis on aine üleminek vedelast faasist tahkesse. 3) Aurumine, mis on aine üleminek vedelast faasist gaasilisse. 4) Kondenseerumine, mis on aine üleminek gaasilisest faasist vedelasse. 5) Sublimatsioon, mis on aine üleminek tahkest faasist gaasilisse. 6) Härmatumine, mis on aine üleminek gaasilisest faasist tahkesse. 7) Rekristallatsioon, mis on faasisiire, mis toimub kristallvõre muutmise teel. Siirdesoojus on soojushulk, mis on vajalik ühikulise massiga aine üleminekuks ühest faasist teise. Siirdetemperatuur on temperatuur, mille juures faasisiire toimub. Aurustumissoojuseks nim soojushulka, mis on vajalik ühikulise massiga vedeliku aurustumiseks teatud jääval temperatuuril. Sulamissoojuseks nim massiühiku aine sulamiseks kuluvat soojushulka. Aurustumissoojuseks nim soojushulka, mille peab andma kindlal temperatuuril oleva aine massiühikule, et muuta see sama temperatuuriga auruks.
Seos: kui suurenevad välisjõud, suurenevad ka sisejõud. 8) Millised väärtused on nende töödel gaasi paisumisel ja kokkusurumisel? Gaasi kokkusurumisel teevad rohkem tööd välisjõud, paisumisel sisejõud. 9) Kuidas on võimalik muuta gaasi siseenergiat? Soojushulga muutmisega kui süsteem teeb tööd välisjõudude vastu. 10) Sõnasta termodünaamika I seaduse sise- ja välisjõudude kadu. Valemid, tähised? Süsteemile juurdeantav soojushulk kulub süsteemi siseenergia suurendamiseks ja mehaaniliseks tööks, mida tehakse välisjõudude vastu. Q = U + A Q juurdeantav soojushulk U siseenergia muut A välisjõudude vastu tehtud töö ehk paisumise töö 11) Mis on perpetuum mobile? Põhjenda, mis selle loomine on võimatu. Perpetuum mobile on igiliikur ehk masin, mis teeb tööd energiat tarbimata. Igiliikur ignoreerib termodünaamika I printsiipi ja seda pole võimalik luua
Seos: kui suurenevad välisjõud, suurenevad ka sisejõud. 8) Millised väärtused on nende töödel gaasi paisumisel ja kokkusurumisel? Gaasi kokkusurumisel teevad rohkem tööd välisjõud, paisumisel sisejõud. 9) Kuidas on võimalik muuta gaasi siseenergiat? Soojushulga muutmisega kui süsteem teeb tööd välisjõudude vastu. 10) Sõnasta termodünaamika I seaduse sise- ja välisjõudude kadu. Valemid, tähised? Süsteemile juurdeantav soojushulk kulub süsteemi siseenergia suurendamiseks ja mehaaniliseks tööks, mida tehakse välisjõudude vastu. Q = ΔU + A Q – juurdeantav soojushulk ΔU – siseenergia muut A – välisjõudude vastu tehtud töö ehk paisumise töö 11) Mis on perpetuum mobile? Põhjenda, mis selle loomine on võimatu. Perpetuum mobile on igiliikur ehk masin, mis teeb tööd energiat tarbimata. Igiliikur ignoreerib termodünaamika I printsiipi ja seda pole võimalik luua
Q=0. 2) Isohooriline protsess.Ruumala ei muutu, järelikult tööd ei tee. A=0,Q=U.3) Isotermiline protsess.Q=0, Q=A.4)ISobaariline protsess. Gaasile antud soojushulga arvelt teeb gaas tööd. Q=U+A. Sisenergia muundatake mehaaniliseks energiaks.Töötava kehaks on gaas(paisub märgatavalt ja tõmbub kokku). Masina töö peab olema tsükliline. Masina juurde kuuluvad soojendaja ja jahutaja.Ideaalne soojusmasin.Carot tsikkel-1)takt-isotermiline protsess,soojendajalt saadud soojushulk kulub paisumisel gaasi tööks.2)adiapaatioline protsess, gaasi jätkab töö tegemist,nüüd siseenergia arvelt.3)Isoterminline protsess välisjõud suruvad gaasi kokku.Energia läheb jahutajale.4)Adiapaatiline protsess-välisjõud suruvad gaasi kokku,selle siseenergia suureneb.Seal kasutatakse seda osa energiast: Gaasi töö- välisjõudude töö.(Soojendajalt saadud soojushulk minus jahutajale antud soojushulk). Termodünaamika 2 printsiip. Teine seadus määrab ära protsesside suuna. TD 2
Aine eritakistus näitab sellest ainest valmistatud ühikulise pikusega ja ühikulise juhtme ristlõike pindalaga juhtme takistusest. Väga madalatel temperatuuril ei kehti. Võib ilmneda selline nähtus nagu ülijuhtivus muutub nuuliks. Voolutöö ja võimsus- U=A/Q , A=Uq. Elektrivoolu töö võrdub pinge- ja voolu tugevuse ja aja korrutisega. Joule-Lennzi seadus- Q-soojushulk, R-takistus, Q=i´2Rt. Juhtmes eraldub soojushulk voolutugevuse ruuduga ja juhtme takistusega ja ajaga. Soojushulk on võrdeline takistusega ja see tähendab, et alati takistuse vähenemine toob kaasa soojushulga vähenemise. Q=U´2/Rt. Elektrivool gaasides- gaasilised ained on normaaltingimustel mittejuhid, kuna nad sisalavad vähe vabu laengukandjaid. Gaas hakkab siis elektrit juhtima, kui ta ioniseeritakse. Kui elektrivool ionisaatori toime lakkamisel katkeb, on tegemist sõltuva gaaslahendusega.
· VEDELIKU KEETMISEKS KULUNUD ENERGIA LÄHEB MOLEKULIDE KORRAPÄRA VÄHENDAMISEKS JA NENDE LIIKUVUSE SUURENDAMISEKS · VEDELIKU AURUMISES- VÕI MUUL JÄÄVAL TEMPERATUURIL VAJALIK ENERGIAKOGUS (SOOJUSHULK Q) ON VÕRDELINE VEDELIKU MASIIGA (M) NING SÕLTUB VEDELIKU MATERJALIST Viide: http://www.taskutark.ee/m/keemine/? auth=dGFza3V0YXJr Q=L m · Q aine poolt keemise ajal saadav soojushulk, mõõtüh · L keemissoojus keevale ainele iseloomulik suurus · m keemisel aurustunud aine mass, mõõtühik 1kg Vedeliku keemissoojus (L) on soojushulk, mis on vajalik 1kg antud aine aurustamiseks tema keemistemperatuuril. Keemissoojuse mõõtühik on 1J/kg Viide: http://www.taskutark.ee/m/keemine/?auth=dGFza3V0YXJr NÄITED ELUST: · KEETMISEL HUKUVAD VEES LEIDUVAD MIKROORGANISMID JA
· Siseenergia keha kõikide molekulide korrapäratu liikumise kineetilsite energiate ja nende vastastikmõju potentsiaalsete energiate summa. Ideaalse gaasi puhul võrdeline absoluutse temperatuuriga. U = EkNA = 3/2kTNA = 3/2RT. U0 = 3/2RT (ühe mooli gaasi siseenergia). · Gaasi töö Gaas teeb tööd vaid siis, kui muutub tema ruumala. A = pV. Isobaarilisel ja isotermilisel protsessil on ka oma töögraafik. · Soojushulk siseenergia hulk, mille keha saab või annab ära soojusülekandel (soojusjuhtivus, konvektsioon, soojuskiirgus). 1) Temperatuuri muutumine: Q = cm(T2 T1); c erisoojus. 2) Sulamine ja tahkumine: Q = m; sulamissoojus. 3) Aurustumisel ja kondenseerumisel: Q = Lm; L = aurustumissoojus. 4) Kütuse põletamisel: Q = qm; q kütteväärtus. · Termodünaamika I seadus süsteemile antav soojushulk kulub tema poolt tehtavaks
Sagedamini kasutatakse ühikut 1dB (1 detsibell). 1 dB = 0,1 B. Üle 180 dB on surmav. Valemid 1) ülekandearv suurema hammasratta hammaste arv ülekandearv = väiksema hammasratta hammaste arv 2) kasutegur Kasulik töö kasulik töö töö, mida tehakse lihtmehhanismita Kasutegur = kogu töö kogutöö töö, mida tehakse lihtmehhanismi kasutamisel 3) sulamissoojus Sulamiseks vajalik soojushulk Q sulamissoojus = aine mass = m ühik on 1 J/kg 4) aurustumissoojus Aine aurustumiseks vajalik soojushulk Q Aurustumissoojus = aine mass L = m ühik on 1 J/kg Mõisted Kineetiline energia energia, mida aineosakesed omavad liikumise tõttu. Potensiaalne energia eneriga, mida aineosakesed omavad vastastikmõju tõttu. Siseenergia kineetiline energia + potensiaalne energia.
Ukeldrilagi 0.36 2 2 Akeldrilagi 61 12.5 Akeldrilagi = 762.5 ttuba 17 tkelder 7 3 Pkeldrilagi Ukeldrilagi Akeldrilagi ttuba - tkelder Pkeldrilagi = 2.745 10 Keldri laest läbi minev soojushulk arvutada valemiga 3 hküte 336.7 24 hküte = 8.081 10 7 Qkeldrilagi Ukeldrilagi Akeldrilagi ttuba - tkelder hküte Qkeldrilagi = 2.218 10 Välisustest läbi minev soojushulk Uvälisuks 2.3 2 2 Avälisuks 2
SULAMINE JA TAHKUMINE Hanna Parv 9.B VKK Sulamine · Aine üleminek tahkest olekust vedelasse. · Sulamistemperatuur · Kulub energia · Suureneb siseenergi potensiaalne komponent. · Aineosakesed liiguvad ühest kohast teise. Tahkumine · Aine üleminek vedelast olekus tahkesse. · Sulamise pöördprotsess. · Sulamine ja tahkumine toimuvad samal temperatuuril. · Vabaneb soojushulk · Temperatuur ei muutu. Sulamissoojus · Valem lambda = Q/m · Ühik 1J/kg · Kui suur soojushulk kulub 1kg aine sulatamisel või tahkumisel. Näited · Tahkumine talvel vee jäätumine jääkristallide ja lumehelvest tekke. · Sulamine Kevadel jää ja lume sulamine vee tekke. Kasutatud allikad · https://sisu.ut.ee/dev/soojus/sulamine-ja-tahkumine · 9. klassi füüsika õpik Tänan kuulamast
Olgu meil gaas: mahuga – V, massiga – M, rõhuga – P, temperatuuriga – T. Juhime gaasile juurde mingisuguse elementaarse soojushulga dQ siis temperatuur tõused dT võrra, suureneb maht dV ja suureneb siseenergia dU. Paisumisel on gaas võimeline tegema tööd dL. dQ = dU + dL või keha massiühiku kohta dq = du + dl. Lõplike vahede kaudu avaldub seadus kuju ∆q = ∆u + l . Materiaalselt suletud termodünaamilisse süsteemi sisestatud soojushulk kulub siseenergia muutmiseks ja tööks. dq = du + dl . Kuna toimub süsteemis ainult mehaaniline töö, siis dq = du + pdv . Adiabaatne süsteem (dq = 0): dl = – du . Isohoorne protsess (dv = 0): dq = du . 9. Entalpia. Termodünaamilise keha entalpiaks H nimetatakse siseenergia (U) ja rõhuenergia (pV) summat. H = U + pV, J . Erientalpia h = H/M = u + pv, J/kg. Entalpia põhimõõtühik on džaul (J). Entalpia antakse tavaliselt keha 1 kg kohta (erientalpia): h = H/M J/kg (M on keha mass)
Siseenergia. Soojushulk. Soojusülekande viisid Meenutame varemõpitut Meenutame varemõpitut Vee soojendamine Me soojendame sageli vett. Paneme anuma veega kas kuumale pliidile või elektrilisse keedukannu. Pliit või kannu küttekeha annab veele energiat. Vastavalt energia jäävuse seadusele energia ei kao. Täpselt sama palju kui soojendi veele energiat annab, nii palju energiat vesi ka omandab. Vee soojendamine Jää sulatamine Sulatatakse jääd. Jää temperatuur on 0ºC ja ka sulanud vee temperatuur on 0ºC. Kuna temperatuur ei muutu, siis molekulide kineetiline energia ei ...
Elektrivoolu töö A I Töö Voolutugevus I A A=U*I*t ja Pinge U V N=U*I võimsus Aeg t S Võimsus N W SOOJUS Suurus Suuruse tähis Eelistatud ühik Valem Keha Soojushulk Q J soojenemine või jahtumine Keha mass m Kg Q=°Cm(t²-t¹) soojusülekandel Temperatuurimu t²-t¹ °C ut Aine erisoojus °C J/kg°C Suurus Suuruse tähis Eelistatud ühik Valem Vedeliku Soojushulk Q J aurumine ja Keha mass m Kg Q=L*m
Q cmt c aine erisoojus, t temperatuuri muut Q qm q kütteväärtus (J/kg) Termodünaa-mika I Süsteemile ülekandunud soojushulga arvel suureneb süsteemi siseenergia ja süsteem teeb mehaanilist tööd. printsiip Q U A Q süsteemile antud soojushulk, U siseenergia muut, A sisejõudude töö Ringprotsess: U 0 AQ A > 0 sisemised jõud teevad tööd, A < 0 välised jõud teevad tööd
Soojusliikumine - aineosakeste korrapäratu liikumine (mida kiiremini osakesed liiguvad, seda soojem on keha) Ained segunevad iseeneslikult soojus liikumise tõttu. Soojuspaisumine - ainete paisumine soojenemisel (ja kokkutõmbumine jahtumisel) 2. Kehade soojenemine ja jahtumine Siseenergia - keha aineosakeste kineetilise ja potensiaalse energia summa. (mida kõrgem on temperatuur, seda kõrgem on siseenergia) Soojusjuhtivus - siseenergia levimine ühelt aineosakeselt teisele. Q - soojushulk, keha siseenergia muut (keha siseenergia hulk, mis kandub ühelt kehalt teisele kehale või vastupidi) ühik: 1J c - keha erisoojus, näitab, kui suurt soojushulka on vaja, et tõsta 1kg aine temperatuuri 1°C võrra ühik: J/kg°C Q = cmΔt m = Q : cΔt Δt = (t2 - t1) - temperatuuride muut (lõpptemperatuur - algtemperatuur) 3. Aine agregaatoleku muutumine Sulamine - Aine üleminek tahkest vedelasse Tahkumine - Aine üleminek vedelast
mis ütleb , et soojus ei saa iseenesest minna külmemalt Soojendi T1 kehalt soojemale. Soojusmasina kasutegur näitab, kui palju kogu tööst muudab soojusmasin kasulikuks tööks. Selle käigus võrreldakse kütuse Q1 põlemise käigus vabanenud soojust ja kasulikku tööd. Kasuteguri arvutamiseks on valem: Töötav keha A = Q1-Q2 h =Q1-Q2/Q1*100 % kus Q1on tsüklis soojendilt saadud soojushulk ja Q2 on jahutile antud soojushulk. Q2 Jahuti T2
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
