Mis on siseenergia? Keha molekulide kineetilise ja potensiaalse energia summa nim. miksrokäsitluses keha siseenergiaks. Iseloomusta siseenergia muutust mikro- ja makropara? Milliste protsesside käigus siseenergia muutub? Juurde või äraantava soojushulga kaudu või tööga, mida tehakse välisjõudude poolt süsteemi jõudude vastu või siis vastupidiselt. Siseenergia tähtsus? Kui lõpeb siseenergia siis ei saa keha enam tööd teha. Miks kasutatakse gaaside tööd paisumisel? Gaas paisub soojenemisel ning teeb paisumisel ka tööd. Kuidas väljendatakse gaaside tööd paisumisel? A=p*V Millisel isoprotsessil on tehtud töö kõige suurem? Isotermilisel protsessil. Sel teel saab kogu soojushulga tööks muuta. Miks kasutatakse sisepõlemismootoris kergesti süttivaid aineid? Ideaalse masina töö? Ideaalse soosjusmasina tsükkel koosneb neljast osast. Siin on paisumisel tehtud töö suurem kui kokkusurumisel tehtava töö absoluutväärtus Soojusmasina kasutegur? Dermodü...
kiirgab. Mida suurem on keha pindala, seda rohkem energiat ta kiirgab. Neeldumiseks nimetatakse valguse muundumist keha siseenergiaks. Soojusülekandeks nimetatakse siseenergia levimist ühelt kehalt teisele. Soojusülekandes levib siseenergia soojemalt kehalt külmemeale kehale. Kehadevahelise soojusvahetuse korral suureneb kõigi soojenevate kehade siseenergia täpselt nii palju, kui väheneb jahenevate kehade siseenergia. Soojusliku tasakaalu korral puudub kehade vahel soojusülekanne. Keha siseenergiat saab muuta kahel viisil: töö ja soojusülekande teel. Keha temperatuuri muudu leidmiseks tuleb keha lõpptemperatuurist lahutada selle algtemperatuur (t2-t1). Erineva massiga kehade soojendamiseks sama temperatuuri muudu võrra kulub erinev soojushulk. Keha soojendamiseks kuluv soojushulk sõltub temperatuuri muudust, keha massist ja ainest.
Siseenergia levik ühelt kehalt teisele nimetatakse soojusülekandeks. Kehadevahelise soojusvahetuse korral suureneb kõigi soojenevate kehade siseenergia täpselt nii palju, kui väheneb jahenevate kehade siseenergia. Soojusliku tasakaalu korral puudub kehade vahel soojusülekanne. Soojusülekandes esinevate soojushulkade summa null, s est saadud soojushulk (Q1) on positiivne ja antud soojushulk (Q2) negatiivne. Keha siseenergia väheneb kui keha teeb mehaanilist tööd. Keha siseenergiat saab muuta kahel viisil: töö ja soojusülekande teel. Miks teki all soe? Sp, inimene kiirgab soojust. Kiirgus läbi kasuka või teki ei lähe. Kasuka ja teki soojusjuhtiv on halb, sest seal on palju õhku. Konvents ei toimu, sest karvade vahel ei saa õhk liikuda. Sinu kiiratav soojus ei lähe välja.
Füüsika 9.klass 1. Mis määrab keha temperatuuri? 2. Milline seaduspärasus esineb keha soojuspaisumisel? 3. Mida nimetatakse soojushulgaks? (+tähis ja ühikud) 4. Soojusülekande liigid. 5. Millised seaduspärasused kehtivad soojuskiirguse nähtusel? 6. Kuidas saab muuta keha siseenergiat? 7. Mida näitab aine erisoojus? 8. Õhku saab kokku suruda, vedelikku ja tahkist praktiliselt mitte. Miks? 9. Suhkur lahustub kuumas vees kiiremini kui külmas vees. Miks? 1. Mida kiiremini liiguvad aineosakesed, seda kõrgem on aine temperatuur. 2. (Sama mis gaasi ja vedelikuga) Keha ruumala muut on võrdeline temperatuuri muuduga. 3. Soojushulgaks nimetatakse keha siseenergia hulka, mis kandub sellelt teisele kehale
Soojenemisel õhk paisub ja tihedus väheneb. Ümbritsev jahe õhk on tihedam ja soojale õhule mõjub Fü. Soe õhk läheb üles ja asemele tuleb jahe õhk. Tekib õhu tsirkulatsioon. nt tuul Kiirgus on energia levimine kiirte, lainete või osakeste vooluna. Mida kõrgem on keha temp. / mida tumedam on keha pind / mida suurem on keha pindala, seda rohkem energiat keha kiirgab. Siseenergia levib soojemalt kehalt jahedamale. Neeldumine on valguse muundumine keha siseenergiaks. Keha siseenergiat saab muuta kahel viisil: töö ja soojusülekande teel. Kehale ülekandunud soojus hulk sõltub a) temperatuuri muudust (t2-t1) b) keha massist c) keha ainest c (vesi) = 4200J/kg°C Aine erisoojus näitab, kui suur soojushulk peab kehale kanduma, et keha massiga 1kg soojeneks 1°C võrra
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
soojuskiirgus soojuskiirgus, kus energia levib elektromagnetlainete kiirgamise ja neelamise tõttu, toimub ka vaakumis, kuna ainet pole vaja, konvektsioon soojusülekanne, kus energia levib gaasi- või vedeliku liikumise tõttu, ei toimu tahkises, kuna osakesed ei liigu. Soojusmasin seade, mis muudab siseenergia mehaaniliseks energiaks, kasutades gaasi paisumise tööd, põhiosad: soojendi (süsteemile siseenergiat andev keha, põlev küttesegu), töötav keha (gaas), jahuti (süsteemilt siseenergiat saav keha, väliskeskkond), soojusmasinates muundatakse soojust tööks tsüklilises protsessis, töö keha sooritab ringprotsessi, kogu soojust ei saa kunagi tööks muundada, ideaalne soojusmasin seade, mis töötab ideaalse soojusmasina tsüklil, kasutegur näitab kui suure osa soojusest soojusmasin mehaaniliseks tööks muundab
okt 1.Mis juhtub aineosakestega keha soojendamisel või jahutamisel? Soojenemise/ jahtumise tulemusena suureneb/väheneb aineosakeste kineetiline energia. 2.Mis on keha siseenergia? Keha siseenergia on aineosakeste kineetilise ja potentsiaalse energia summa. 3.Millest sõltub keha siseenergia aineosakeste seisukohalt? Keha siseenergia sõltub aineosakeste liikumise kiirusest ja nende vastastikusest asendist. 4.Millistel viisidel saab muuta keha siseenergiat? Keha siseenergiat saab muuta töö- ja soojusülekandega. 5.Millisel juhul muutub keha siseenergia? Keha siseenergia muutub temperatuuri muutumisel ja aine oleku muutmisel. 6.Mida nimetatakse soojushulgaks (Q) ja mis ühikutes seda mõõdetakse (2 ühikut ja nende omavaheline seos)? Soojushulgaks nim. keha siseenergia hulka, mis kandub sellelt kehalt teisele kehale või teiselt kehalt antud kehale. Ühikud 1J ja 1cal. 1cal= 4,27 J. 7.Mida tähendab soojushulga ühik 1 kalor?
Termodünaamika alused Termodünaamika kirjeldab ainete omadusi ilma aine siseehitusse tungimata. Kasutab makroparameetreid ja termodünaamika aluseks on põhiseadused ehk printsiibid. Siseenergiaks nimetatakse aine molekulide kineetilise ja potsensiaalse energia summat. Siseenergiat saab muuta mehaanilise tööga või soojusülekandega. Soojusülekandes levib siseenergia soojemalt kehalt külmemale. Soojema keha siseenergia väheneb ja külmema kehal suureneb. Soojusülekanne kestab seni kuni temperatuurid on ühtlustunud. Soojusülekande liigid: konvektsioon- sü, kus energia levib gaasi või vedeliku liikumise tõttu. Soojusjuhtivus- sü, kus energia levib ühelt aineosakeselt teisele molekulide
II printsiip soojus ei saa iseenesest üle minna külmalt kuumemale. III printsiip entroopia kasvab suletud süsteemis toimuvate soojuslike protsesside käigus. 4) Millest sõltub gaasi kui termodünaamilise süsteemi siseenergia. Siseenergia tähis, ühik? Siseenergia on keha molekulide kineetilise ja potentsiaalse energia summa. Sõltub gaasi rõhust ja ruumalast. Tähis U. Ühik J. 5) Mida tähendab, et siseenergia on olekufunktsioon? Siseenergiat saab muuta, kui muuta aine olekut. Siseenergia sõltub aine olekust (mitte agraarolekust, vaid p, V, T konkreetsete väärtuste kogumiga). 6) Kuidas leitakse üheaatomilise gaasi korral siseenergiat valem, tähised valemis? 3 U= 2 *v*R*T U siseenergia (J) v osakeste liikumise kiirus (m/s) R konstant (8,31 J/K*mol) T temperatuur (K) 7) Kuidas leitakse tööd termodünaamikas? Mis on sise- ja välisjõudude töö, nende
II printsiip – soojus ei saa iseenesest üle minna külmalt kuumemale. III printsiip – entroopia kasvab suletud süsteemis toimuvate soojuslike protsesside käigus. 4) Millest sõltub gaasi kui termodünaamilise süsteemi siseenergia. Siseenergia tähis, ühik? Siseenergia on keha molekulide kineetilise ja potentsiaalse energia summa. Sõltub gaasi rõhust ja ruumalast. Tähis U. Ühik J. 5) Mida tähendab, et siseenergia on olekufunktsioon? Siseenergiat saab muuta, kui muuta aine olekut. Siseenergia sõltub aine olekust (mitte agraarolekust, vaid p, V, T konkreetsete väärtuste kogumiga). 6) Kuidas leitakse üheaatomilise gaasi korral siseenergiat – valem, tähised valemis? 3 U= 2 *v*R*T U – siseenergia (J) v – osakeste liikumise kiirus (m/s) R – konstant (8,31 J/K*mol) T – temperatuur (K) 7) Kuidas leitakse tööd termodünaamikas? Mis on sise- ja välisjõudude töö, nende
Mis omavad siseenergiat? Kõik ained ja kehad omavad siseenergiat. Miks omavad aineosakesed kineetilist energiat ja miks potentsiaalset energiat?Aineosakesed liiguvad ja on vastastikmõjus. Liikumise tõttu omavad aineosakesed kineetilist energiat, vastastikumõju tõttu potensiaalset energiat. Millest moodustub siseenergia? Keha aineosakeste kineetilise energia ja potentsiaalse energia summa moodustab keha siseenergia. Mida
Sellist sõnastust tuntakse energia jäävuse seadusena. Printsiibi rakendamisel tuleb silmas pidada, et siseenergia ei pruugi ainult suureneda, st. U võib olla ka negatiivne, sest nii Q kui A on antud avaldises algebralised suurused. Kui Q on negatiivne, siis tähendab see, et 1 süsteem annab ära vastava soojushulga ja kui A on negatiivne, siis teevad välisjõud süsteemiga tööd, näiteks suruvad seda kokku. Siseenergiat mehaaniliseks energiaks muutvat seadet nimetatakse soojusmasinaks. Soojusmasinas iseloomustab energia muundumist mehaaniline töö. Soojusmasin koosneb soojendist (süsteemile siseenergiat andev keha), jahutist (süsteemilt siseenergiat saav keha) ja töökehast (siseenergiat mehaaniliseks energiaks muutev keha). Pärast töö sooritamist viiakse töökeha esialgsesse olekusse ja alustatakse kogu protsessi uuesti. Töökeha sooritab protsesside tsükli ehk ringprotsessi.
TERMODÜNAAMIKA- soojusnähtuste mikrokäsitlus, mis tugineb mittetõestavatele printsiipidele. SOOJUSMASINAD- masinad, mis muundavad soojust tööks. TERMODÜNAAMIKA I PRINTSIIP- Energia ei teki ega kao mittemillestki, vaid muundub ühest liigist teise. TERMODÜNAAMIKA II PRINTSIIP- Soojus ei kandu iseenesest külmemalt kehal soojemale üle, looduses olevatel protsessidel on kindel suund. SISEENERGIA- molekulide kineetilise ja potensiaalse energia summa. KUIDAS MUUTA SISEENERGIAT? Soojusvahetuse käigus, kui kehale antakse mingi soojushulk või keha annab ise mingi soojushulga ära või siis saame kehade siseenergiat suurendada mehaanilist tööd tehes. MILLE POOLEST ERINEB SISEENERGIA MÕISTE KÄSITLUS MIKRO-JA MAKROTASANDIL? Parameetrite poolest. Soojusmasinates töötava kehana kasutatakse just gaasi mitte vedelikku või tahket ainet, sest see on otstarbekam, kuna gaas paisub tunduvalt rohkem.
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
termodünaamilises tasakaalus olevaiks. Soojushulk on energia, mille keha soojusvahetusel saab või ära annab. Q- soojushulk-1J Q = cmt Q = cm( t 2 - t1 ) c-aine erisoojus-1J/g*K m-keha mass- 1kg t- temp.muut- K Aine erisoojus on füüsikaline suurus, mis näitab, kui suur soojushulk tõstab ühikulise massiga keha temperatuuri ühe kraadi võrra. c= Q/ m t Q- soojushulk-1J c-aine erisoojus-1J/g*K m-keha mass- 1kg t- temp.muut- K Keha siseenergiat on võimalik muuta: · Mehaanilise tööga · Soojusülekandega Soojusmasinaks nim. siseenergiat mehaaniliseks energiaks muutvat seadet, milles iseloomustab energia muutumist mehaaniline töö. Soojusmasina kasuteguri näitab, kui suure osa juurdeantavast soojusenergiast muundab masin kasulikuks tööks. - soojusmasina kasutegur- 1J Q1 - Q2 = 100% Q1- sisse antav soojushulk- 1J Q1 Q2- jahuti antav soojushulk- 1J
Molekulaarkineetilise teooria 3 põhialust.Too igaühe kohta ka üks näide. 3.Mikroparameetrid-nimeta,tähised ja ühikud 4.Makroparameetrid-nimeta,tähised ja ühikud. 5. Mida nimetatakse olekuparameetriks? 6. Mis on ideaalne gaas 7.Mis on kontsentratsioon? 8.Milline on normaalrõhk? 9.Mis on temperatuur? 10.Nimeta temperatuuriskaalad. 11.Mis on soojushulk,definitsioon,tähis,ühik. 12.Mida nimetatakse absoluutseks nulltemperatuuriks. 13. Mida käsitleb termodünaamika? 14.Kuidas saab kehade siseenergiat vähendada? 15Mis on siseenergia? 16.Mida nimetatakse soojusvahetuseks? 17. Mis on isoprotsess? 18. Iseloomusta isoprotsesse-mis on seal konstantne,kuidas nimetatakse. 19.Isoprotsesside graafikute joonistamine erinevates teljestikes. 1.Energia ei teki ega kao iseenesest, vaid moondub ühest liigist teise. 2. 1)Kõik ained koosnevad molekulides. Nt. 2)Molekulid on pidevas liikumises. Nt. 3)Molekulide vahel on tõmbe ja tõuke jõud. Nt. 3
saadud või ära antud soojushulga tagajärjel ning mehaanilise töö tõttu. Kui tööd teevad välisjõud, siis U väheneb. 2) a) soojus (st siseenergia) ei lähe iseenesest külmemalt kehalt kuumemale. Praktikas tehakse seda soojuspumba abil. b) iga süsteem püüab üle minna mittekorrasta-tud olekule, mis on kõige tõenäolisem. Entroopia- mida suurem onsüsteemi entroopia S, seda vähem on süsteem korrastatud ja seda raskem on süsteemi energiat kasutada. Kui S on maksimaalne, siis siseenergiat ei saa kasutada, kui S on minimaalne, siis gaas võib teha tööd. Entroopia muutus leitakse valemiga: S=Q / T. Soojusmasinad-muudavad siseenergiat mehaaniliseks tööks. Põhilised soojusmasinad: aurumasinad,auruturbii-nid, bensiinimootorid, diiselmootorid, reaktiivmootorid, soojuspumbad, kül- mutusseadmed. Põhiosad: 1)soojendi 2)jahuti 3)töötav keha (gaas,aur). Carnot- soojusmasinate teooria looja, kes tõestas, et maksimaalne kasutegurmax= T1-T2/ T1x 100%, kus T1- soojendi ja T2- jahuti
m on gaasi kogus T on absoluutne temperatuur p on rõhk R on 8,31 -Isoprotsessid (nimetused, olekuvõrrandi erikujud) ISOTERMILINE protsess T = const T=T1=T2 Graafikuks on parabool ISOBAARILINE protsess p=const Graafikuks on sirge ISOHOORILINE protsess V=const Graafikuks on sirge -Siseenergia definitsioon, siseenergia muutmise võimalused Siseenergia on keha kõikide koostisosade kineetilisete ja potensiaalsete energiate summa. Siseenergiat saab muuta töö ja soojusülekande kaudu. * Suurendades tööd (keha teeb ise tööd) *Vähendades tööd (välisjõud teevad tööd) *Vähendada temperatuuri *Suurendada temperatuuri Siseenergia muut võrdub välisjõudude töö ja kehale üle kantud soojushulga summaga. -Soojushulk ning selle arvutamine 1) Temperatuuri muutmisel ,kus on erisoojus 2) Sulamisel ,kus on sulamissoojus 3) Aurumisel ,kus L on aurustumissoojus -Gaasi töö arvutamine isobaarilisel protsessil
printsiip väljendab energia jäävuse seadust, teine väidab, et protsesside iseeneslikul kulgemisel looduses on kindel suund. Kumbagi ei saa tõestada. Molekulide energia e. siseenergia, mida sisaldab iga keha, on soojusliikumise energia ja molekulide vastastikmõju potentsiaalse energia summa. Kui soojusvahetuse käigus anda kehale mingi soojushulk, siis tema temperatuur tõuseb ning siseenergia suureneb. Kui keha annab mingi soojushulga ära, siis tema siseenergia väheneb. Kehade siseenergiat on võimalik muuta mehhaanilist tööd tehes. Kui mingi süsteem teeb tööd välisjõudude vastu, siis tema siseenergia väheneb. Kui välisjõud teevad tööd mõne süsteemi jõudude vastu, siis keha siseenergia suureneb. Praktikas on ainsaks võimaluseks kasutada töötava kehana mingit gaasikogust. Gaasi paisumise töö on alati võrdeline rõhuga ja ruumala muuduga antud rõhul. Isohoorilises tööprotsessis läheb kogu juurdeantav soojushulk siseenergia suurendamiseks
Charles'i seadus 3) T-const isotermiline (isotermne) Boyle - Mariotte'i seadus Termodünaamika I seadus süsteemile juurdeantav soojushulk kulub süsteemi siseenergia suurendamiseks ja mehaaniliseks tööks, mida tehakse välisjõudude vastu Q juurdeantav soojushulk siseenergia muut - välisjõudude vastu tehtav töö Termodünaamika II printsiip soojusülekanne ei saa iseenesest toimuda külmemalt kehalt soojemale. Soojusmasin siseenergiat mehaaniliseks energiaks muutev seade (koosneb soojendist siseenergiat andev keha; jahutist süsteemilt siseenergiat saav keha; töökehast siseenergiat mehaaniliseks energiaks muutev keha. Soojusmasina kasutegur näitab, kui suure osa juurdeantavast soojusenergiast Q1 muundab masin kasulikuks tööks Akas Ideaalne soojusmasin tagab parima soojuse ärakasutamise (suurim kasuteguri). Töötsükkel koosneb kahest isotermilisest ja kahest adiabaatilisest protsessist. (Carnot'
Termodünaamika uurib soojusnähtusi makrotasandil. Keha siseenergia U- kõigi molekulide energiate summa ühik 1J. Soojushulk Q- ühelt kehalt teisele kandunud siseenergiat 1J. Ülekandumiseviisid: 1)soojusjuhtivus 2)soojuskiirgus 3)konvektsioon Erisoojus c- 1kg aine temp. muutmiseks 1K võrra vajaminev soojushulk. Termodünaamika põhivõrrand (delta)U= +-A +-Q st. keha siseenergia võib muutuda a)meh. töö tagajärjel, kui keha ise teeb tööd b)soojusülekande tagajärjel. Soojushulkade saamine: a)kuumematelt kehadelt: Q=cm(delta)T b)kütuste põletamistest Q=mq (q- kütteväärtus, soojushulk, mis eraldub 1kg kütuse täielikul ära põlemisel) c)meh
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. Termodünaamika on arenenud koos soojusmasinate leiutamisega - kõigis neis põletatakse kütust ja saadud energia arvel pannakse midagi töö tegemiseks liikuma (soojuse muundamine
kasvuhoonesse toimub kiirgus,kuna kasvuhoone on külm ning päike kiirgab soojust siis toimub nende vahel soojusülekanne.Siseenergia levib soojemalt kehalt alati külmemale,ehk siis päikeselt kasvuhoonele.Nende soojusülekanne peatub siis kui nende kehade temperatuur on võrdne. Kasvuhoone sees toimub konvektsioon ehk päikese siseenergia hakkab ringlema gaasi või vedelikuna. Seetähendab et mida suurem on kasvuhoone pind seda rohkem päikeseenergiat kasvuhoone kiirgab ning seda rohkem siseenergiat hakkab kasvuhoones ringlema,kuni kehade temperatuur on võrdne. Pärast seda hakkab kasvuhoone liiga palju soojust vabastama ning tekib kasvuhooneefekt ,mis on väga kahjulik .Tekib ülemaailmne soojenemine.
st. et süsteemis on soojusvahetus ainult omavahel, mitte aga vaäljaspool kogumit asuvate kehadega. Termodünaamika printsiip: 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). Kui Q on neg., siis süsteem annab ära vastava soojushulga ja kui A on neg, siis teevad väisjõud süsteemiga tööd. Soojusmasinaks nim. siseenergiat mehaaniliseks energiaks muutvat seadet, milles iseloomustab energia muutumist mehaaniline töö. Soojusmasin koosneb soojendist(süsteemile siseenergiat andev keha), jahutist(süsteemilt siseenergiat saav keha) ja töökehast(siseenergiat mehaaniliseks energiaks muutev keha). Soojusmasina kasuteguri näitab, kui suure osa juurdeantavast soojusenergiast Q1 muundab masin kasulikuks töök Akas. Kasulikuks tööks muundub süsteemile juurdeantava
aurumasina autor. Peetakse üheks peamiseks soojusmasina loojaks. 2) Kes oli ja mida tegi Carnot? Nicolas Léonard Sadi Carnot (17961832) oli prantsuse füüsik, kes matematiseeris soojusmasina idee 1824. aastal. Konstrueeris täiusliku soojusmasina mudeli. 3) Termodünaamika I printsiib. Kehale juurdeantav soojushulk läheb alati välisjõudude vastu tehtavaks tööks ja keha siseenergia kasvatamiseks (Nt ühest punktist teise liikumine). 4) Millistel viisidel on võimalik keha siseenergiat muuta? Keha siseenergiat saab muuta kahel viisil - töö (mehaaniline) ja soojusülekande teel. Keha siseenergia hulk sõltub keha temperatuurist, deformatsioonist ja agregaatolekust, ei sõltu aga keha liikumise kiirusest ja tema asendist teiste kehade suhtes. 5) Milline järgimistest protsessidest on soojusmasinale kõige parem/milline kõige halvem: · Isotermne - kõige parem protsess. Soojusmasina kasutegur on 100%, kuna kogu antav energia läheb töö tegemiseks.
18. Mida nimetatakse aine erisoojuseks? Aine erisoojus on füüsikaline suurus, mis näitab, kui suur soojushulk tõstab keha temperatuuri ühe kraadi võrra. 19. Missugused on erisoojuse tähis valemites ja mõõtühik? J Erisoojuse tähiseks valemites on c ja mõõtühikuks o kg C 20. Kuidas on võimalik muuta keha siseenergiat? Keha siseenergia muutmiseks on kaks võimalust: · Mehaaniline töö · Soojusülekanne 21. Mida nimetatakse soojusmasinaks? Soojusmasinaks nim. siseenergiat mehaaniliseks energiaks muutvat seadet, milles iseloomustab energia muutumist mehaaniline töö. 22. Missugustest osadest koosneb soojusmasin? Soojusmasin koosneb: · Soojendist · Jahutist · Töökehast 23. Mida nimetatakse soojusmasina kasuteguriks?
Võrrand: pV=m/M RT *Isoprotsessid? Iseloomusta+ülesanne. Isoprotsessid on sellised gaasi parameetrite muutused, kus üks neist parameetritest jääb muutumatuks. *Mikro ja makroparameetrid? Mikroparomeetrid on füüsikalised suurused, mis kirjeldavad ainet keha molekulaartasandil. Makroparameetrid on füüsikalised suurused, mis kirjeldavad keha tervikuna. *Kuidas saab siseenergiat muuta? Siseenergiat saab muuta soojusülekandega või tehes mehaanilist tööd. *Termodünaamika I ja II printsiip? I printsiip: siseenergia muut on võrdne kehale antud soojushulga ja väliste jõudude poolt tehtud töö summaga. II printsiip: soojus ei saa iseeneslikult minna külmemalt kehalt soojemale. *II printsiibi seos loodushoiuga. II printsiip määrab protsesside suuna. *Millest sõltub töö gaasi paisumisel? Valem+ülesanne
annab, on võrdeline selle elektrienergia hulgaga, mida lamp ära tarvitab. Teiste sõnadega, energiahulk ei muutu, kui lamp põleb energia lihtsalt muutub ühest liigist teise. · Keha molekulide kineetilise ja potensiaalse energia summat nimetatakse mikrokäsitluses keha siseenergiaks. Valemid U = A- Q Q =U + A , Termodünaamika esimese printsiibi matemaatiline väljendus Keha siseenergiat saab muuta temale soojushulka andes või mehaanilist tööd tehes. · Kui keha ei paisu, läheb soojushulk keha siseenergia muutmiseks. Mikrokäsitlusest teame, et siseenergia (molekulide energia) on võrdeline temperatuuriga. · Igiliikur ehk perpetuum mobile masin, mida on püütud leiutada ja mille leiutajad ignoreerisid termodünaamika esimest printsiipi.
Mida ühtlasemalt on osakesed jaotatud, seda suurem entroopia. Entroopiat saab vähendada avatud süsteemis, seda aga ülejäänud keskkonna entropia kasvul. 6. Soojusmasin Masin, mis muudab siseeenrgia tööks. Põhiosad: soojendi süsteemilie siseenergiat andev keha T1, Q1; töötav keha (gaas) siseenergiat mehaaniliseks tööks muutev keha Akas=Q1-Q2; jahuti süsteemilt siseenergiat saav keha T2, Q2. I liiki igiliikur soojusmasin, mis töötab energiat kasutamata, võimatu. II liiku igiliikur soojusmasin, mis muudab kogu soojuse tööks, võimatu (jahutile peab ka energiat andma).
Mida kõrgem on temp. seda rohkem energiat keha ajaühikus kiirgab. Mida tumedam on kiirgava keha pind seda rohkem energiat ajaühikus kiirgab. Mida suurem on keha pindala seda rohkem energiat ta kiirgab. Valguse muundumist keha siseenergiaks nim. neeldumiseks. Siseenergia levimist ühelt kehalt teisele nim. soojusülekandeks. Soojusülekanes levib siseenergia soojemat külmemale kehale. Soojusliku tasakaalu korral puudub kehade vahel soojusülekanne. Keha siseenergiat saab muuta 2 viisil: töö ja soojusülekande abil. Keha soojendamiseks kuluv soosjushulk sõltub 3 asjaolust: temp. Muutusest, keha massist ja keha ainest. Aine erisoojus näitab, kui suur soojushulk peab kehale kanduma, et keha massiga 1kg soojeneks 1°C võrra Q=cm(t2-t1) c= Q _ m( t2-t1) Q- soojushulk m-mass t2-lõpp temp. t1-alg temp. c-erisoojus J _ kg°C
Q=*m Ühik on dzaul (J) Q=c*m*s*t Q=L*m Termodünaamika uurib soojusnähtusi eeldamata seejuures aine molekulaarset ehitust. Kasutab vaid makroparameetreid. Tuntumaid p, V ja T Uurib soojusliikumist ja soojusvahetumist Soojusvahetuseks nim. protsessi kus üks keha annab soojust ära ja teine saab juurde. Näide: tuli soojendab külma inimest :D Ideaalse gaasi mudel on rakendatav paremini hõredamate ja kuumemate gaaside tingimustes Lk 22: 1. Kehade siseenergiat saab vähendada keha (maha) jahutades 2. suurema energiaga molekulid annavad osa energiast ära väiksema energiaga molekulidele/kehadele (kontekstis)
Termodünaamika käsitleb põhiliselt soojusülekannet ja soojuse muundamist tööks. Masinad, mis muundavad soojuse tööks nim. soojusemasinateks. Aine erisoojus on soojushulk, mis on vajalik 1 kg aine temp. tõstmiseks 1 K võrra. Keha siseenergiat saab muuta kahel viisil:juurdevõi äraantava soojushulga kaudu või tööga,mida välisjõud teevad süsteemisjõudude vastu. Termodünaamika esimene printsiip: termodünaamilisele süsteemile juurde antav soojushulk läheb süsteemi siseenergia suurendamiseks ja süsteemi poolt välisjõudude vastu tehtavaks tööks. Termodünaamika teine printsiip: soojus ei saa üle kanduda külmemalt kehalt soojemale ilma, et
rohkem energiat keha ajaühikus kiirgab. Neeldumise seaduspärasus · Kiirguse muundumist keha siseenergiaks nim. neeldumiseks. · Mida tumedam on pind seda rohkem energiat keha ajaühikus neelab. Soojuslik tasakaal · Soojusliku tasakaalu korral puudub kehade vahel soojusülekanne. · Kehadevahelise soojusvahetuse korral suureneb kõigi soojenevate kehade siseenergia täpselt nii palju, kui väheneb jahenevate kehade sisseenergia. Keha siseenergiat saab muuta: · mehaanilise töö abil · soojusülekande korral Mõisted · Soojusjuhtivus on soojusülekanne tahke keha, vedeliku või gaasi soojematelt osadelt külmematele. · Soojusülekandeks nimetatakse keha siseenergia muutumise viisi, kus energiat antakse mehaanilist tööd tegemata ühelt kehalt või selle osalt teistele kehadele või sama keha teistele osadele. · Soojusjuhtivus on soojusülekanne tahke keha,
Tallinna Humanitaargümnaasium 7a klass Maa siseenergia Referaat Tsõpov Vladislav Tallinn 2007 Maa siseenergia e. geotermaalenergia Maa siseenergiat nimetatakse geotermaalenergiaks. See on maapõues peamiselt looduslike radioaktiivsete elementide lagunedes tekkiv ja aegade jooksul kivimitesse salvestunud soojusenergia. Nendel aladel, kus termaalvesi (kuni 200 °C) paikneb maapinna lähedal (eriti vulkaanilistel aladel) on tinglikult taastuv energiaallikas, mida on võimalik kasutada energia muundamiseks. Maasisest energiat saab kasutada vaid nendes piirkondades, kus soojusvoog lähtub vähemalt mõne kilomeetri sügavuselt
mikrokäsitluses 12. Valem gaasi paisumisel: A=p V 13. Termodünaamika 1 seadus Süsteemi siseenergia muut Süsteemi üleminekul ühest olekust teise = välisjõudude töö ja süsteemile antud soojushulga summaga Q= U + A` Termodünaamika 2 seadus Osakesed paiknevad mingi korra järgi, st. ühe aine molekulid on anumas ühe oasas,teise aine molekulid aga teises osas 14. Soojusmasinateks nim masinaid,mis muundavad soojust(seega ka mingi keha siseenergiat) tööks 15. Soojusmasinate osad ja nende ülesanded: 16. Soojumasina kasutegur on protsentides väljendatud arv,mis näitab,kui suure osa moodustab masina kaulik töö kütuse täielikul põlemisel vabanenud soojushulgast. Valem:
seenergia-keha molekulide kineetiline ja potensiaalne energia kokku. Si Kuidas muuta keha siseenergiat? *soosjusvahetuse käigus anda kehale mingi soojushulk,siis tema Temp tõuseb. (suureneb ka siseenergia)nt. Haamriga lööma vastu naela. U suurendame mehaanilost tööd tehes. *tööga, mida tehakse välisjõudude poolt süsteemi jõudude vastu Või mida süsteem ise teeb välisjõudude vastu. Termodünaamika esimene seadus väidab, et energia ei saa tekkida ega hävida. Üks järe dus sellest seadusest on, et energiahulk, mis voolab mingisse seadmesse, võrdub e
Molekulide põrked vastu anuma seina 7. Millistest parameetritest sõltub gaasi rõhk? 8. Mida tähendab, et rõhk on 10 Pa? 1m2 mõjub 10 N suurune jõud 9. Molekulaarkin. teooria põhivõrrand. Nimeta võrrandis olevate suuruste tähised ja ühikud. p = 1/3 x mo x n x v2 p – Pa ; mo – kg ; n – osakest/m2 ; v2 – m/s Mis on keha siseenergia? Molekulide kineetilise energia ja potensiaalse energia summa U = Ek + Ep 10. Kuidas saab keha siseenergiat muuta? soojusülekandega mehaanilise tööga 11. Mida näitab Boltzmanni konstant? Näitab, kui palju muutub 1 molekuli energia, kui temperatuur muutub 1C võrra 12. Mis on temperatuur? Füüsikaline suurus, mis iseloomustab süsteemi või keha soojusastet 13. Miks on molekulide liikumise keskmise kineetilise energia mõõduks temperatuur? Temperatuuri muutumisel muutub nende liikumiskiirus ja see mõjutab E k 14
metallid, halvad gaasid. vaakum on kõige halvem soojusjuht. konvektsioon- soojusülekande liik, mis toimub vedelikel ja gaasidel. soojenedes vedeliku või gaasi osad muutuvad kergemaks ja lähevad üles poole, asemele tulevad külmemead ja raskemad osad, tekib vedeliku või gaasi ringlus. soojuskiirgus- kõik soojad kehad kiirgavad soojust. soojushulk sõltub kehatemperatuurist ja kehamassist samadest asjadest sõltub ka soojuse neeldumine. soojuslik tasakaal- Q1+Q2....=0 keha siseenergiat saab muuta temperatuuri tõstes. soojushulga arvutamine temperatuuri muutumisel- Q=cm*delta*t c-erisoojus t- temp. vahe erisoojus- FÜÜSIKALINE SUURUS, MIS NÄITAB, KUI SUUR SOOJUSHULK ON VAJA ÜHE MASSIÜHIKU AINE SOOJNDAMISEKS ÜHE KRAADI VÕRRA vee erisoojus tähendab, et 1 kg vee temperatuuri tõstmiseks 1 kraadi võrra tuleb talle anda soojushulk 4200 J. sulamine ja tahkumine- sulamine on tahke aine muutumine vedelaks, tahkumine vedeliku muutumine tahkeks. tahket keha soojendades temp
erisoojus (J/kg*K) Miks omavad keha või aine molekulid kineetilist ja potensiaalset energiat? Kineetiline energia molekulide soojusliikumise energia, Potensiaalne energia molekulide vastastikmõju energia Millal süsteemi siseenergia suureneb, millal väheneb? Siseenergia suureneb kui välisjõud teevad tööd süsteemi kallal, kui keha temeperatuur suureneb Siseenergia väheneb kui süsteem teeb tööd välisjõudude vastu, kui keha temperatuur väheneb. Kuidas saab muuta siseenergiat? Too näiteid SOOJUSÜLEKANDEL: soojusjuhtivus energia levib ühelt aineosakeselt teisele; konvektsioon energia levib gaasi- või vedeliku liikumise tõttu; soojuskiirgus energia levib elektrimagentlainete levimise ja neelamise tõttu. MEHAANILIST TÖÖD TEHES: energia muundub tööks, töö muundub energiaks TD 1. ja 2. printsiip. Sõnastused, valem, selgitused 1. printsiip Süsteemile juurdekantav soojushulk kulub süsteemi siseenergia
T =const → pV =const → p 1 ∙ V 1= p2 ∙ V 2 Isobaariline – rõhk on jääv, muutuvad ruumala ja temperatuur V V V p=const → =const → 1 = 2 T T 1 T2 Isohooriline – ruumala on jääv, muutuvad temperatuur ja rõhk T T T V =const → =const → 1 = 2 p p1 p 2 3. Soojusmasinad ja nende kasutegur Soojusmasin – seade, mis muudab siseenergiat mehaaniliseks energiaks Soojusmasina kasutegur η – näitab, kui suure osa juurdeantavast soojusenergiast Q1 muudab masin kasulikuks tööks Akas (antakse tavaliselt protsentides) Akas =Q1-Q2 Q 1 −Q 2 η= ∙ 100 Q1 – soojendilt saadus soojushulk Q2 – jahutile antud soojushulk Q2 T −T2 η max= 1 ∙ 100 Maksimaalne kasutegur: T1 – soojendi temperatuur, T2 – jahuti temperatuur T2
konstant. Termodünaamika I printsiip : aine mingile kogusele antud soojushulk Q (või: olemasoleva soojushulga Q muutus Q ) põhjustab siseenergia kasvu U ja võimaldab paisumisel teha tööd A . Q = U + A . TD I printsiip on oma olemuselt energia jäävuse seadus. Ta väidab näiteks, et kui me soojust juurde ei anna (adiabaatiline protsess, Q = 0), siis on töö tegemine võimalik vaid siseenergia kahanemise arvelt. Töö tegemiseks peab kulutama energiat (kas soojust või siseenergiat). Seetõttu ei ole võimalik perpetuum mobile soojusmasin, mis teeks igavesti tööd, ilma, et energiat juurde enam saaks Termodünaamika II printsiip: soojust ei ole kunagi võimalik muuta täielikult tööks. 1. Clausiuse järgi: Soojus ei saa minna külmemalt kehalt soojemale, ilma et välisjõud seejuures tööd teeks. Soojus ei saa iseenesest minna külmemalt kehalt soojemale. 2. Thomsoni järgi: Ei ole võimalik luua perioodiliselt töötavat soojusmasinat, mille
jagatist. Võimsus näitab töö tegemise kiirust. P = A:(Δ)t. P=F(jõud)v(kiirus). Võnkumine: On perioodiline liikumine. A = Amplituud (ulatus) maksimaalne kõrvalekalle tasakaalu asendist. Takistab höördumine ja õhutakistus. F=Võnked/aeg(s). Nt T=6s,y = 18 võnge. Ühe võnke aeg:18/6 = 3Hz Rõhk: p=F/S= Pa(paskal) (Jõud jagatud pindalaga) Füüsika 9. Klass Siseenergia: Aineosakeste kineetilise ja potentsiaalse energia summa. Siseenergiat on kõikidel kehadel. Soojusjuhtivus: Soojus antakse edasi naaberosakeste kaudu, osakesed ümber ei paiku. Soojushulk: Ühik = J. On kindel arvväärtus energia hulk mille keha saab või kaotab soojusülekande käigus. Kui puutuvad kokku eri temperatuuriga kehad, siis algab nende vahel soojusvahetus ja see kestab kuni tekib soojuslik tasakaal. Soojenemine – kehatemp. Tõusmine, keha neelab energiat. Jahtumine – Kehatemperatuuri alanemine, energia eraldub.
TAASTUMATUTEKS? TRADITSIOONILISED ENERGIAALLIKAD TAVAPÄRASED, KÕIGE LAIEMA KASUTUSEGA, NÄIT. FOSIILKÜTUSED. (MÕNIKORD LOETAKSE SIIA KUULUVAKS KA KAUA KASUTUSEL OLNUD VEE ENERGIA JA TUUMAENERGIA) ALTERNATIIVSED ENERGIAALLIKAD ENERGIAALLIKAD, MIS EI OLE FOSSIILKÜTUSED. TAVALISELT PEETAKSE SILMAS TAASTUVAID JA KESKKONNASÕBRALIKKE RESSURSSE: TUULE, VEE, PÄIKESE, HOOVUSTE JA LAINETE, MAA SISEENERGIAT. ROHELINE ENERGIA ENERGIAALLIKATE OSAKAAL MILLISED SEADUSPÄRASUSED ON ENERGIAALIKATE KASUTUSES? ENERGIAKANDJATE OSAKAAL MAAILMA ENERGIAMAJANDUSES ENERGIALIIKIDE OSAKAALU MUUTUSED SÕNASTA GRAAFIKU PÕHJAL KOLM VÄIDET ENERGIATARBIMINE MAAILMAS SÕNASTA GRAAFIKU PÕHJAL KOLM VÄIDET, JÄRELDUST ENERGIATARVE TEGEVUSALADE LÕIKES Kodumaja- pidamine Äri (küte, (küte, elekter,
· Erinevused mehaanikas vaatleme asukoha muutust ja seda põhjustavaid tegureid; termodünaamikas olekumuutuseid ja seda põhjustavaid tegureid · TDs ruumiline asukoht pigem sekundaarne, uuritakse olekumuutuseid · Oleku kirjeldamiseks võetud kasutusele 3 parameetrit rõhk, ruumala, temperatuur Mida kirjeldavad parameetrid · Rõhk pindala kohta tulev jõud, tekib molekulide põrgetel keha ümbritseva keskkonnaga · Temperatuur keha siseenergiat iseloomustav suurus · Ruumala aine hulka iseloomustav suurus Esimene süsteem Termodünaamilisi seoseid hakatakse kirjeldama ideaalse gaasi abil. Ideaalne gaas 1) molekulidevahelised jõud puuduvad 2) molekulid on punktmassid Sellises süsteemis kirjeldatakse termodünaamiliste parameetrite vahelised seosed ja uuritakse miks muutused tekivad Termodünaamika seosed Termodünaamika kõige laiemas mõttes uurib energia muundumist ühest liigist teise ning
Kell on 06.45 hommikul. Väljas valitseb veel pimedus, ent õige pea on Maakera oma ööpäevase pöörlemisega jõudnud niikaugele, et ka minu koordinaatidele saavad langeda päikesekiired, need kodused valguse ja soojuse andjad, millest kiiremini lendab väidetavalt ainult kujutlusvõime. Ilm on suhteliselt külm, ilmateates öeldi, et õhutemperatuur on miinus kümme kraadi Celsiust. Jalutan rõõmsameelselt bussipeatuse poole. Asfalt on kohati kaetud öise külma käes siseenergiat loovutama sunnitud ja seetõttu tahkunud ilusa, ent salakavala veega. Õnneks ei luba mu saabaste kavalalt kujundatud siiruviiruline sünteetilisest kummist tald mul jääl liikudes tasakaalu kaotada - hõõrdejõud on, jumalale tänu, piisav! Mööduvad mõned SI-süsteemi tavapäratud ajaühikud ehk minutid ning leiangi end just peatusesse jõudnud rohelist spektriosa peegeldava värvikihiga bussi avatud uste eest
molekulide soojusliikumise kineetilise energiaga. T=273+t Soojushulk soojusülekandel üleantav energiahulk. Q=cmt Ideaalse gaasi olekuvõrrand p=nkT k Boltzmanni konstant n konsentratsioon Termodünaamika esimene seadus süsteemile juurdeantav soojushulk kulub süsteemi siseenergia suurendamiseks ja mehaaniliseks tööks, mida tehtakse välisjõudude vastu. U=Q-A Termodünaamika teine seadus soojusülekanne ei saa iseenesest toimuda külmemalt kehalt soojemale. Soojusmasin Siseenergiat mehaaniliseks energiaks muutev seade. Soojendi, jahuti, töökeha. Soojusmasina kasutegur näitab, kui suure osa antud soojusenergiast muundab masin kasulikuks tööks. =(Q1-Q2)/Q1=A/Q1 Q=Lm=m L-aurus, -sulamis
Ideaalse gaasi siseenergia ·Siseenergia on keha molekulide soojusliikumise keskmise kineetilise energia ning molekulidevahelise vastasmõju potentsiaalse energia summa. E = Ekin + Epot . ·Ideaalse gaasi puhul potentsiaalset energiat ei ole, seega siseenergia sõltub vaid kineetilisest energiast. ·Kineetiline energia sõltub temperatuurist. Seega Keha siseenergia sõltub keha temperatuurist. Keha temperatuuri muutmise viisid Keha temperatuuri,seega ka siseenergiat, saab muuta kahel viisil 1. Juurde või äraantava soojuse kaudu U = Q 2. Tööga, mis tehakse välisjõudude poolt süsteemi jõudude vastu või mida süsteem ise teeb välisjõudude vastu U = A (Välisjõudude töö on positiivne, süsteemi enda töö negatiivne) Molekulide kineetiline energia muutub. · Molekulide omavahelistel põrgetel annavad suurema energiaga molekulid osa energiast ära väiksema energiaga molekulidele.
tulemusena. 39. Mis on ja kuidas tekib sisehõõre? Sisehõõre on keskkonnas kehale mõjuv takistusjõud. See tekib gaasis liikuvate kehade kiiruse säilitamiseks tehtavast tööst. Sisehõõrde kui nähtuse korral on oluline osa molekulide liikumisel ning nende omavahelistel põrgetel. Kõik ülekandenähtused sõltuvad temperatuurist, st molekulide liikumise kiirusest. Sisehõõre on gaasides seda suurem, mida kõrgem on gaasi temperatuur. 40. Kuidas saab siseenergiat gaasis muuta? Siseenergiat saab gaasis muuta 41. Termodünaamika 1 ja 2 printsiip? + selle seotus loodushoiuga 1. Printsiip väidab, et süsteemile juurdeantav soojushulk läheb süsteemisiseenergia suurendamiseks ja süsteemi poolt välisjõudude vastu tehtavaks tööks. 2. Printsiip määrab protsesside suuna: üks võimalikest sõnastustest: soojus läheb alati soojemalt kehalt külmemale kehale. 42. Millest sõltub töö gaasi paisumisel
temperatuuriga. (pV)/T=(m/M)R (m gaasi mass, M molaarmass, R gaasi universaalkonstant R=8,31 J/(molkK) Isoprotsessid: 1. Isotermilise protsessi käigus ei muutu gaasi temperatuur; 2. Isobaarilise protsessi käigus ei muutu gaasi rõhk. 3. Isohoorilise protsessi käigus ei muutu gaasi ruumala. Termodünaamika esimene seadus: süsteemi siseenergia muut on võrdne välisjõudude töö ja süsteeile antud soojushulga summaga. Soojusmasin: siseenergiat mehaaniliseks energiaks muutev seade. Soojusmasina kasutegur: näitab, kui suure osa juurdeantavast soojusenergiast muundab masin kasulikuks tööks. =(Q1-Q2)/Q1=A/Q1. Aine agregaatolek ja selle muutumine:
annaabi.ee 
