Füüsika 1.Kineetilise ja potentsiaalse energia vahekord erinevate aine olekute vahel. Iga aine võib esineda gaasilises, vedelas või tahkes olekus. See on määratud molekulide vahel mõjuvate tõmbe- ja tõukejõududega. Need jõud põhjustavad molekulidevahelist potentsiaalset energiat, mis koos molekulide kineetilise energiaga moodustavad siseenergia. Gaaside korral on molekulide keskmine kineetiline energia palju suurem molekulidevahelisest potentsiaalsest energiast ja ideaalse gaasi korral loetakse potentsiaalne energia võrdseks nulliga. Vedelike korral on molekulide keskmine kineetiline energia ligikaudu võrdne keskmise potentsiaalse energiaga, aga tahkiste korral sellest palju väiksem. 2. Ülekandenähtused: difusioon, soojusjuhtivus ja sisehõõre. Erinevates olekutes kulgevad erinevalt ka ülekandenähtused. Ülekandenähtused toimuvad molekulide soojusliikumise ja molekulidevaheliste põrgete tõttu. Difusioon - seisneb ühe aine molekuli...
Siseenergia. Ideaalsel gaasil puudub siseenergial vastustikmõju energia.. Ideaalse gaasi siseenerga koosneb:Koostisosakeste kineetiliste energiate summadest. Ideaalse gaasi siseenergia sõltub ainult temperatuurist. 1) Adiabaatiline protsess: Toimub ilma soojusvahetuseta.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
1. Gaasi siseenergia. Millest on tingitud gaasi siseenergia? Millest sõltub lihtsamal juhul siseenergia? - 1. molekulide kaootilise liikumise kineetiline energia. 2. molekulide vastasmõju energia. 3. molekulisisene energia. 4. temperatuurist 2. Mille põhjal saame väliselt hinnata sisenergia suurust? Temperatuuri põhjal 3. Mida iseloomustab tavaelus temperatuur, keha soojendatust (selle taset) millega mõõdetakse temperatuuri, termomeetriga. millised on levinumad temperatuuriskaalad? (kokkuleppelised) : Celsius ºC ja Fahrenheit ºF 4. Mida nim. soojuslikuks tasakaaluks? Soojuslik tasakaal on olek, kus kõik oleku parameetrid (ruumala, rõhk, temperatuur) püsivad kaua muutumatutena 5. Iseloomusta Celsiuse temperatuuriskaalat? Celsiuse temperatuuri skaalaga mõõdetav
kütust ja saadud energia arvel pannakse midagi töö tegemiseks liikuma (soojuse muundamine tööks). 2. Termodünaamika 1.printsiip Termodünaamika süsteemiks nimetatakse kehade hulka, mis on omavahel soojusvahetuses. Termodünaamilisele süsteemile antud soojushulk kulub süsteemi siseenergia suurendamiseks ja töök välisjõudude vastu. Q=U+A, kus Q-süsteemile antud soojushulk U-süsteemi sisenergia muut A-süsteemi töö välisjõudude vastu (paisumistöö) Selle valemi põhjal on kerge näha: kui süsteem väljaspoolt energiat ei saa, siis võib ta tööd teha ainult siseenergia arvel. Kui siseenergia ammendub, siis edasi tööd teha pole võimalik. 3. Töö termodünaamikas Kõige lihtsam termodünaamiline süsteem on mingis kinnises anumas olev gaas. Lihtsuse mõttes oletame, et selliseks anumaks on silinder, mille üheks põhjaks on liikuv kolb.
· Soojus on ühelt süsteemilt teisele energia ülekandumise mikroskoopiline moodus. Siin kandub üle ainult siseenergia ning see jääb ka uues süsteemis mikroosakeste korrapäratu liikumise energiaks Termodünaamika kõige laiemas mõttes uurib energia muundumist ühest liigist teise ning neid muundumisi iseloomustavaid kvantitatiivseid seoseid. Termodünaamika I printsiip väidab: Süsteemile antud soojushulk kulutatakse süsteemi sisenergia suurendamiseks ning välisjõudude vastu tehtavaks tööks Valem: ..................... Energiaringluse erijuhud Erijuhud termodünaamikas isoprotsessid · Isoprotsesse on 4: isotermiline, isobaariline, isohooriline, adiabaatiline · Esimese 3 puhul selge, mis püsib muutumatu vastavalt temperatuur, rõhk, ruumala · Isotermiline protsess - T on const, siis temperatuur ja seega ka siseenergia ei muutu · Isobaariline konstantseks jääb rõhk
; w * -dG p,T q = U +; q = U + Süsteem elementaarreaktsioonide arvust), vaid alg- ja lõppolekust. Moolsoojused sõltuvad temperatuurist. 10% võib soojusefekt i sisenergia kasvab niipalju, kui süsteem saab soojust ja kulutab ära selle. U=q+ Isoleeritud süsteemi sisenergia on jääv U=0. kõikuda. Iga järgnev liege reaktsioonis mõjutab üha vähem. 8. Entroopia pööratavates ja mittepööratavates protsessides.
*soojusjuhtivus- soojus kandub osakestele, ilma, et aine ümber paigutuks. Metall on hea soojusjuht. Konvektsioon-soojus kandub edasi aine ümberpaigutamise tõttu, toimub vedelikes ja gaasides. Nt: hoovused.Soojuskiirgus- soojus kandub kiirgusena edasi. nt:päike.Meh. Töö- füüsikaline suurus, mis võrdub jõu ja selle mõjul keha poolt läbitud teepikkuse korrutisega Soojusenergia- kõigi osakeste liikumisnergiate summa. 2.Termodünaamika I printsiip. Termodünaamika I seadus: Gaasi sisenergia muutub tehtud töö ja saadud soojushulga arvelt. Valem: U = A + Q. Kui tööd teeb gaas ise või toimub jahtumine, siis on mõlemad suurused negatiivsed, sest gaasi energia väheneb. Gaas teeb tööd paisumisel, ehk siis, kui muutub tema ruumala. Gaasi tööd saab arvutada valemist: A = pV, kus p - gaasi rõhk ja V - ruumala muutus. *Isohoorilisel protsessil kui ruumala ei muutu, gaas tööd ei tee. *Isobaarilisel protsessil kehtib ülaltoodud valem.
kindlad väärtused). Termodünaamilised põhiparameetrid on makroskoopilised suurused (makroparameetrid) • Rõhk p, ruumala V, temperatuur T •Termodünaamiline protsess Tasakaaluline protsess on protsess (suhteliselt aeglaste välismõjutuste puhul), millesaab vaadelda kui üksikute tasakaaluliste seisundite jada •Süsteemi siseenergia ja selle muut § Sisenergia on süsteemi osakeste liikumise ja vastasmõju summaarne energia: •Siseenergiat saab muuta kahel viisil: •1) Kehale rakendatud töö A arvel •Gaasi kokkusurumine, keha hõõrdumine jne •2) Kehale väljaspoolt antud soojushulga Q (soojuse / •energia ülekandumise) tõttu •Soojenemine, jahtumine jne.
molekulidevaheline vastastikmõju on tähtsusetult väike. Ideaalse gaasi olek ja oleku muutumine ideaalse gaasi olek on makrokäsitluses olukord, mis on määratud gaasikoguse rõhu p, ruumala V ja absoluutse temperatuuri T konkreetsete väärtustega. Ideaalse gaasi oleku muutumine toimub siis, kui p, V või T mingi väärtus muutub. Molekul aine vähim osake, mis säilitab sama aine keemilised omadused, molekul koosnedb aatomitest. Sisenergia on keha kõikide molekulide korrapäratu liikumise kineetilisete energiate ja nende vastastikmõju potensiaalsete energiate summa. Ideaalse gaasi siseenergia on võrdeline absoluutse temperatuuriga. Temperatuur iseloomustab süsteemi soojusliku tasakaalu olekut, tal on ühesugune väärtus soojuslikus tasakaalus oleva süsteemi kõikides osades. T = 273 + t Soojushulk on siseenergia hulk, mille keha saab või annab ära soojusülekandel.
Rrelatiivse (R) e. suhteline niiskuse all mõistetakse vastaval temperatuuril õhus oleva veeauru tiheduse suhet küllastunud veeauru tihedusega samal temperatuuril. R=p/px px antud temperatuurile vastava küllastunud auru mass 47. Termodünaamika I printsiip Süsteemile juurdeantav soojushulk kulub süsteemi siseenergia suurendamiseks ja mehaaniliseks tööks, mida tehakse välisjõudude vastu: Q=U+A; Q - gaasile juurdeantav soojushulk, U - gaasi sisenergia muut ja A gaasi kokkusurumisel tehtud töö.Kuna soojus ja töö on ekvivalentsed energiaga, võib ka öelda, et energia ei teki ega kao, vaid läheb ühest liigist teise. 48. Soojushulk( ) ja erisoojuse liigid- iseloomustab soojusülekandel üleantavat energiahulka Q = CdT=cmdT. , kus c on aine erisoojus, m keha mass ja Dt keha temperatuuri muut. c-erisoojus, -sulamis või tahkestumissoojus r-aurustumis- või kondenseerimissoojus 49. Gaasi töö ruumala muutumisel
V1 V1 2 - V1 ) . Ruumala muutumisel saab rõhk konsantseks jääda ainult siis, kui muutub ka temperatuur. Seega on võimalik töö arvutada temperatuuri muudu kaudu: ( A = NR T2 - T1 . ) Siseenergia avaldub: Q = U + p(V2 - V1 ) Isotermiline protsess Temperatuur jääb muutumatuks. Ideaalse gaasi olekuvõrrandist selgub, et isotermilisel protsessil pV = const . Samas protsessis ei muutu ka gaasi sisenergia ehk U = const . Seega protsessi töö võrdub gaasile antava soojushulgaga: V2 A = Q = NRT ln V1 56. Termodünaamika esimene seadus. Kui siseenergia muutub nii soojendamise-jahutamise kui ka töö tulemusena, siis on siseenergia muutus võrdne gaasile antud soojushulga ja gaasi poolt sooritatud töö vahega: U 2 - U1 = Q - A , kus U siseenergia, Q soojushulk. Töö võib kirjutada ka plussmärgiga, siis on see välisjõudude
Süsiniku aineringe, fotosüntees. Ajanool ja entroopia-negentroopia. Universaalne taandaja ja universaalne hapendaja kui Maa elukeskkonna kujundajad. Nende allikad-päritolu. ! ! Termodünaamika I printsiip - Süsteemile antud soojushulk läheb süsteemi siseenergia suurendamiseks ning paisumisel tehtavaks tööks. Keha siseenergia muut on võrdne kehale antud soojushulga ja väliste jõudude poolt tehtud töö summaga ∆U=∆Q+A; ∆Q - gaasile juurdeantav soojushulk, ∆U - gaasi sisenergia muut ja A –gaasi kokkusurumisel tehtud töö. TD II seadus - Igas reaalses isoleeritud süsteemis kulgevad soojuslikud protsessid süsteemi entroopia kasvu suunas. Soojus ei saa iseenesest üle minna külmemalt kehalt kuumemale kehale. entroopia ehk taandatud soojushulk. S=Q/T Termodünaamika III seadus: Absoluutne nulltemperatuur on saavutamatu.! ! Elu Maakeral, kogu fossiilkütuste põletamisel põhinev energeetika on võimalik vaid fotosünteesi
Koosneb reaktsiooninõust, segajast ja termomeetrist. Süsteemi summaarset võimet teha tööd nim tema siseenergiaks (U) 4. Entalpia. Soojusülekanne konstantsel rõhul. Soojusmahtuvus. Kumb on suurema molaarse soojusmahtuvusega, kas NO või NO2? Miks? Entalpia on termodünaamilise süsteemi siseenergia ja rõhuenergia summa. Soojusmahtuvuseks nim soojushulka, mis on vajalik antud ainekoguse temperatuuri tõstmiseks 1 kraadi võrra. Soojusmahtuvus konstantsel ruumalal on sisenergia muudu ja temperatuuri muudu jagatis. Konstantsel rõhul aga entalpiamuudu ja temperatuurimuudu jagatis 5. Kirjutada süsteemi soojusmahtuvuse avaldised püsival rõhul ja ruumalal. Kummal juhul on soojusmahtuvus suurem? ΔU ΔH Konstantsel ruumala: Cp= Konstantsel rõhul: Cp=
tagajärjel või soojuskiirguse abil. Seega U =U 2−U 1= QA ' , seega Q= U − A' = U A . Termodünaamika I printsiip: Süsteemile antud soojushulk läheb süsteemi siseenergia kasvuks ning töö tegemiseks süsteemi välisjõudude vastu (ehk – süsteemi poolt tehtavaks tööks). Q=dU − A , (1.5) kus Q on nn elementaarsoojushulk (soojushulga väga väike muutus), dU on sisenergia väike muutus ning A on süsteemi poolt tehtud töö väike muutus. 1.4. Temperatuur ja temperatuuri mõõtmine Temperatuur on füüsikaline suurus, mis iseloomustab aine osakeste keskmist kineetilist energiat, ehk – osakeste keskmise kineetilise energia mõõt. Temperatuur on keha siseenergia kvantitatiivne hinnang. Temperatuuri mõõtmiseks saab kasutada erinevaid keha omadusi – näiteks keha ruumala muutuse, elektritakistuse muutuse vms kaudu.
annaabi.ee 
