kus T1 on soojendi temperatuur ja T2 jahuti temperatuur. Ideaalse soojusmasina korral on soojusallikalt (kõrgema temperatuuriga kehalt) saadav soojushulk Q1 ja jahutile (madalama temperatuuriga keha) äraantav soojushulk Q2 seotud soojendi ja jahuti temperatuuridega järgmiselt Q1 Q2 = . T1 T2 Ideaalse soojusmasina kasutegur annab antud temperatuuride vahemikus töötava soojusmasina maksimaalse kasuteguri. Näidisülesanne 8. Soojusmasin teeb tsükli jooksul töö 300 J, saades soojendilt soojushulga 1200 J. Kui suur on masina kasutegur? Lahendus. Antud: Kujutame soojusmasina tööd järgmise sümboolse joonisega, kus Q on A = 300 J soojendilt saadav soojushulk ja A on soojusmasina poolt tehtud kasulik töö. Q = 1200 J =? 7 Kuna soojendilt saadud soojushulk Q on soojusmasina ühe tsükli jooksul kulutatud koguenergia ja selle jooksul tehtud kasulik töö on A, siis on soojusmasina kasutegur A = .
külmetamine) · Pöördumatu protsess- protsess, mis toimub ainult ühes suunas(vananemine) · Adiabaatiline protsess-kus puudub välis kk soojusvahetus Q=O · Isobaariline protsess ,P=const, A=p(delta)U Isotermiline, T=const, A=Q Isohooriline, V=const, A=O · Soojusmasinad- masinad, mis muudavad kütuse siseenergia mehhaanilseks energiaks( aurumasin, sisepõlemismootor) · Reaalse soojusmasina kasutegur- masina poolt tehtud töö ja soojendilt saadud soojushulga suhe. re = = , re-kasutegur, A-masina poolt tehtud töö, Q1- soojendilt saadud soojushulk, Q2- jahutile antud soojushulk Ideaalse soojusmasina kasutegur; Carmot tegi kindlaks et max re avaldub järgmiselt: id=T1-T2 max=T1, id ehk max-max kasutegur. T1- soojendi absoluutne temp., T2- jahuti
vananemine, kivi kukub allapoole). Adiabaatiline protsess on protsess, kus puudub väliskeskkonnaga soojusvahetus. A=-U ; Q=0. Isoprotsessides töö arvutamine: isobaariline protsess p=const, A=p·V; isotermiline protsess t=const, U=const, A=Q; isohooriline protsess V=const, A=0 ja Q=U. Soojusmasinad on masinad, mis muundavad kütuse siseenergia mehaaniliseks energiaks, (nt. sisepõlemismootor, aurumasinad, auruvedurid). Reaalse soojusmasina kasutegur on masina poolt tehtud töö ja soojendilt saadud soojushulga suhe. hre= A/Q1 = |Q1|-|Q2| / |Q1|, (A-masina poolt tehtud töö 1J; Q1-soojendilt saadus soojushulk 1J; Q2-jahutile antud soojushulk 1J; hre kasutegur, %). Ideaalse soojusmasina kasutegur (Carnot'i valem, tegi kindlaks, et maksim kasutegur väljendub nõnda:) hid= T1-T2 / T1 (hid maksimaalne kasutegur, T1 soojendi absoluutne temp; T2 jahuti absol temp). T1(hid-1)=-T2 T1= -T2/hid- 1.
Ei ole võimalik ehitada sellist pidevalt töötavat soojusmasinat, mille töö oleks suurem temale antud soojushulgast ehk I liiki igiliikurit pole võimalik ehitada. · Termodünaamika II seadus ei ole võimalik ehitada sellist pidevalt töötavat soojusmasinat, mis muudaks kogu saadud soojushulga mehaaniliseks tööks ehk II liiki igiliikurit pole võimalik ehitada. Osa soojushulgast läheb alati jahutile. · Soojusmasin selline masin, mis teeb soojendilt saadud soojushulga arvel tööd. Ideaalne soojusmasin on ideaalse gaasiga Carnat'i tsüklit sooritav soojusmasin. = A/Q1 = (T1 T2) / T1 = (Q1 Q2) / Q1; Q1 = A + Q2. Q1 soojendilt saadud soojushulk. Q2 jahutile antud soojushulk. soojusmasina kasutegur. · Carnat'i (või kellegi sarnase) tsükkel koosneb kahest vaheldumisi toimuvast isotermilisest ja adiabaatilisest protsessist. 1. isotermiline paisumine (keha saab soojushulga); 2
2) Töötav keha mingisugune gaasikogus, mis saab kuumenemise tõttu paisuda ja tööd teha. 3) Jahuti jahutiga toimib ümbritsev atmosfääri õhk. Selleks, et soojusmasin saaks kestvalt tööd teha, peab tema töö iseloom olema tsükliline. Soojusmasina põhimõtteskeem on järgmine: Q1-soojendilt saadud soojushulk A-gaasi paisumistöö (soojusmasina töö) Q2-jahutile antud soojushulk Soojusmasina töö efektiivsust iseloomustatakse kasuteguriga. Kasutegur näitab, kui suure osa soojendilt saadud soojushulgast moodustab kasulikult tehtud töö. -eeta = Kasutegurit väljendatakse protsentides. Energia jäävuse seaduse järgi
Termodünaamika (TD) uurib soojusnähtusi, tundmata huvi nende põhjuse vastu mikrotasemel. Ta uurib eelkõige tingimusi, millel soojus võib minna ühelt kehalt teisele. Kaks keha (ainekogust) on termodünaamilises tasakaalus, kui soojus ühelt teisele ei lähe (ehkki võiks minna). Kui kaks keha on TD tasakaalus, siis on neil sama temperatuur. Soojusmasin on seade, mis muundab soojust tööks. Soojusmasin võtab kuumalt kehalt (soojendilt) soojushulga Q1 , muudab osa sellest mehaaniliseks tööks A ning annab ülejäänud osa Q2 ära külmemale kehale (jahutile). Soojusmasina kasutegur = A / Q1 = (Q1 - Q2) / Q1 . Carnot' tsükkel (ringprotsess) koosneb kahest isotermist ja kahest adiabaadist. Carnot' tsüklil töötava soojusmasina korral paisub töötav aine algul isotermiliselt, võttes soojendilt soojushulga Q1 . Seejärel paisub ta varem omandatud siseenergia arvel veel adiabaatiliselt (tema temperatuur langeb)
Soojusmasin tuleneb Termodünaamika II seadusest, 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
3. takt- töötakt: gaasid paisuvad surudes kolvi alla 4. takt- väljalasketakt: väljalaskeklapp avaneb, ära põlenud gaasid väljuvad. Soojusmasina kasutegur- kui palju juurdeantavast soojushulgast on suudetud tsüklis muuta kasulikuks tööks. =Akas Q1 =Q1-Q2* 100% Q1 Q1- soojendilt saadus soojushulk Q2- jahutile antud soojushulk Ideaalne soojusmasin = T1-T2*100% T1 T1- soojendi temperatuur T2- jahuti temperatuur Teine printsiip: Soojus ei saa iseenesest minna külmemalt kehalt kuumemale. Suletud süsteem püüab üle minna korrastatud olekult mittekorrastatule. Entroopia on energja kvaliteedi kirjeldamise suurus. S
Termodünaamika teine printsiip Essee Termodünaamika on soojusnähtuste ajalooline ja väga oluline makrokäsitlus. See tugineb mittetõestatavatele printsiipidele. Termodünaamika teine printsiip määrab protsesside spontaanse kulgemise suuna. Soojus ei saa spontaanselt minna külmemalt kehalt soojemale. Spontaanne protsess kulgeb alati korrastamatuse suurenemise suunas. Süsteemi korrastamatuse mõõt kannab nime entroopia. Kui protsess on pöördumatu, kasvab kinnise süsteemi entroopia ja saavutab suurima väärtuse tasakaaluolekus. Spontaanne protsess tähendab, et see toimub ilma välise energia osavõtuta (kivi veereb mäest alla). Kui võrrelda erinevaid süsteemi seisundeid, siis enam korrastamata on see seisund, milleni võib jõuda suurema tõenäosusega. Termodünaamika teise printsiibi sõnastamisel kasutatakse entroopiat. Entroopia on suurus, mis iseloomustab energia...
energiaks http://www.abiks.pri.ee Soojendi T1 Q1 Töötav keha >>> kasulik töö A=Q1|Q2| Q2 Jahuti T2 Töötav keha gaas läheb olekust M olekusse N ja teeb positiivse töö A1=kmcnl. Tagasi algolekusse toomisel on gaasi töö negatiivne A2=kmdnl. Ringprotsessis tehakse kogutöö A=A1A2, mille suurust kujutab graafikute vaheline pindala Soojusmasin saab töö käigus soojendilt soojushulga Q1 ja annab ära soojusjahutile soojushulga Q2 tehtud töö A=Q1Q2 Soojusmasina kasuteguriks nim soojusmasina poolt tehtud töö ja soojendilt võetud soojushulga suhet =A/Q1 Soojusmasina maksimaalse kasuteguri valemi tuletas prantsuse inseneer Carnot 1824 ideaalse gaasiga töötava masina kohta m=(T1T2)/T1 Carnot tõestas, et reaalsete masinate kasut ei saa olla ideaalse masina kasut suurem Soojusmasin on seda efektiivsem, mida kõrgem on T1 ja mida madalam on T2
Adiabaatiline protsess: Q0 U A Isobaariline protsess: p 0 A pV U Q pV Termodünaa-mika II Soojus ei saa iseenesest üle kanduda külmemalt kehalt soojemale. Teisiti öeldes, pole võimalik protsess, mille ainsaks tulemuseks on soojendilt saadud printsiip soojushulga muundumine tööks. Soojusmasin on masin, kus siseenergia muundub mehaaniliseks energiaks. T T2 Soojusmasina kasutegur A Q1 Q2 m 1 A masina poolt tehtud töö, Q1, Q2 soojendilt saadud ja jahutile antud soojushulgad,
Cp-isobaariline erisoojus (J/kgK) Termodünaamika kujud: t=const| Q=A ehk U=im/2M RT P=const|A=pV ehk Q=U+pV; v=const A=0 Q=U Soojusmasinad on asjad, mis muudavad soojusenergiat mehaaniliseks tööks. Kolm osa: soojendi, jahuti ja töötav keha. Näiteks: aurumasin, bensiini/diiselmootor. Soojusmasina kasutegur näitab, kui suure osa tarbitavast energiast muudab see masin mehaaniliseks tööks.eeta=A(Q1-Q2)/Q1*100% Eeta-kasutegur; A- kasulik mehaaniline töö, Q1/Q2 S=A soojendilt/jahutilt saadud soojushulk (J). P/V teljestikus ring.
Isobaarilise protsessi puhul jaguneb juurdeantav soojushulk paisumise töö ja siseenergia muudu vahel. Isotermilises protsessis läheb koju juurdeantav soojushulk paisumistööks (kõige kasulikum). Termodünaam I seadus: Q=U+A, gaasile soojushulga, siis osa energiat kasut siseenergia muutmiseks, osa tööle. = Q1-Q2/Q1 * 100% Q soojushulk,1J U siseenergia Akas kasulik töö,1J m mass,1kg Q1 tsüklis soojendilt saadud soojushulk Q2 tsüklis jahutile antud soojushulk S entroopia. A=pV A=Fs n=Akas/Q1 100% (n-kasutegur %) Akas=nQ1 /100% Akas=Q1-Q2 (Q2-välja gaas mis jääb üle) n=T1-T2 /T1 100% (273') n=Q1-Q2 /Q1 100% T2/T1=Q2/Q1 A=Q1-Q2
Q2. Jahutamine lõpetatakse,kuid gaasi surutakse veel edasi,kuni temp.tõuseb esialgse väärtuseni ja kolb jõuab oma esialgsesse asendisse ·Soojusmasina kasutegur - näitab,kui suur osa juurdeantavast soojushulgast muudetakse kasulikuks tööks. Akas = *100% Q1 A A = A1-A2=Q1-Q2 kas = Q1-Q2/Q1 * 100% Q soojushulk U siseenergia Akas kasulik töö m mass kasutegur Q1 tsüklis soojendilt saadud soojushulk Q2 tsüklis jahutile antud soojushulk S entroopia
On vajalik teha gaasi vahepeal uuesti kokku suruda. Efektiivsus-kui palju saadakse kasu võrreldes kulutusega. *kasu-mehaaniline töö *kahjulik e kulutatu mingi soojus, mis tuleb masinal anda,et saada mehaanilist tööd. Soojusmasina kasutegur- prots, väljendatav arv, mis näitab kui suure osa moodustab masin a kasulik töö kütuse täielikul põlemisel vabanenud soojushulgast. Kasuteguri arvutamiseks on valem: h =Q1-Q2/Q1*100 % kus Q1 on tsüklis soojendilt saadud s oojushulk ja Q2 on jahutile antud soojushulk. Selge on see, et kasutegur on väiksem kui 100 %. Reaalsete soojusmasinate kasutegurid jäävad tugevasti alla 100%. Reaalses elus seisavad sellele masinale vastu kõiksugu jõud: hõõrdejõud, soojuskaod jne.
antud soojushulk U=A+Q Q-kehale antud soojushulk A'-töö välisjõudude ületamiseks Q=U+A' Õhuga täidetud silinder ja kolb.Et soojusmasin saaks tööt teha, peab rõhk tema kolvi või turbiinilabu vastaskülgedel olema erinev. II-seadus-Soojust ei saa kanda külmemalt kehalt soojemale ilma, et sellega ei kaasneks teisi muutusi kehades (selleks, et soojus läheks külmemalt kehalt soojemale, tuleb teha tööd) Soojusmasina kasuteguriks nimetatakse selle masina poolt tehtud töö A ja soojendilt saadud soojushulga Q suhet. A'=Q1-Q2 pindpinevuse nähtused:1)veetilga tekkimine kraani otsa 2)seebimull 3)kootud riideese-pp takistab vee imbumist riidesse Pindpinevusjõuks nim.vedeliku pinna puutuja sihis pinna piirjoonega risti mõjuvat jõudu,mis püüab vedeliku pinda vähendada. F= Märgamine ja mittemärgamine on nähtused, mis esinevad vedeliku ja tahke keha kokkupuute pinnal. Märgamise korral on tahke keha ja vedeliku molekuli tõmbejõud suuremad kui vedeliku
välisjõudude vastu tehtavaks tööks[Q =DeltaU + A] 12. Gaas kui töötav keha –gaas paisub võrreldes vedelike ja tahkete ainetega palju rohkem;soojushulga üleandmine vedelikule või tahkele ainele on palju raskem kui gaasile, kuna gaasis saavutatakse see erinevate gaaside reageerimise teel. 13. Soojusmasin – masin, mis muudab keha siseenergia mehaaniliseks energiaks, koosneb alati soojendist, töötavast kehast ning jahutist(soojusmasin võtab soojendilt soojushulga Q2, teeb mehaanilist tööd A ja annab jahutile soojushulga Q2) 14. Jahuti – võtab ära soojushulga Q2, mis eraldub kokkusurumisel, jahutiks on tavaliselt väliskeskkond 15. Soojendi - annab soojushulga Q1, mida kasutatakse gaasi paisumisel, tavaliselt küttesegu vms 16. 4 takti mootor – töötakt; väljalasketakt, sisselasketakt ja survetakt 17. Kasutegur – mehaanilise töö ja soojendist saadud energia suhe 18
Suletud süsteemis soojusliku protsessi tulemusena entroopia kasvab. Entroopia saab väheneda vaid avatud süsteemis töö rakendamise läbi. Süsteem võib läbi teha entroopia muudu, ilma, et süsteemi koguenergia väheneks. Looduslikud protsessid püüavad entroopiat muuta kindlas suunas. Iga iseenesliku protsessi tulemusena suletud süsteemis energia kvaliteet langeb. = Q1-Q2/Q1 * 100% Q soojushulk U siseenergia Akas kasulik töö m mass kasutegur Q1 tsüklis soojendilt saadud soojushulk Q2 tsüklis jahutile antud soojushulk S entroopia
gaasides nt soojad hoovused määravad õhutemperatuure);soojuskiirgus(soojus kandub kiirgusena edasi nt päike soojendab läbi aknaklaasi)Soojushulk (Q)- f.s., mis mõõdab soojusülekandes ühelt kehalt teisele kandunud energiat. Ühik dzaul(J).Termodünaamika I printsiip: Gaasile antav soojushulk on võrdne siseenergia juurdekasvu ning paisumisel tehtava töö summaga. Soojusmasinate tööpõhimõte:seade,mis muundab soojust tööks. Võtab kuumalt kehalt(soojendilt) soojushulga, muundab osa sellest mehaaniliseks tööks ning annab ülejäänud osa ära külmemale kehale(jahutile). Nt:sisepõlemismootor,aurumootor,aurumasin,gaasiturbiini mootor,diiselmootor Termodünaamika II printsiip: soojust ei saa üle kanda külmemalt süsteemilt soojemale, ilma et sellega ei kaasneks teisi muutusi nendes süsteemides või ümbritsevates kehades.
temperatuuri liigset tõusu. 23.Kirjelda ühte soojusmasina töötsüklit? Soojendi > annab kehale soojushulga > töötav keha (gaas) teeb paisumisel tööd > jahuti, gaas annab jahutile soojushulga. 24.Millistest suurustest ja kuidas sõltub soojusmasinas ühe tsükli jooksul tehtav töö? Gaasi paisumisest, soojenemisest, kokku surumisest ja jahutamisest. 25.Mida iseloomustab soojusmasina kasutegur? Tehtava töö suhet soojendilt saadavasse soojushulka. 26.Millist soojusmasinat nimetatakse ideaalseks soojusmasinaks? Kui töötavaks kehaks on ideaalne gaas. 27.Millistest suurustest ja kuidas sõltub ideaalse soojusmasina kasutegur? Sõltub soojendi T1 ja jahuti T2 temperatuuridest N = T1-T2 / T1 28.Sõnasta termodünaamika II seadus. Isoleeritud süsteemis kulgevad kõik protsessid entroopia kasvu suunas. 29.Mis moodi hinnatakse energia kvaliteeti?
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 (kasutegur ei saa kunagi olla 100%, sest T 2 ei saa kunagi olla 0K, kuna sellist temperatuuri pole võimalik saavutada) 4. Termodünaamika printsiibid (nende erinevad sõnastused) Termodünaamika – füüsikaharu, mille uurimisobjektiks on soojus kui energiaülekandevorm ning
liigset tõusu. 26. Kirjelda ühte soojusmasina töötsüklit? Soojendi > annab kehale soojushulga > töötav keha (gaas) teeb paisumisel tööd > jahuti , gaas annab jahutile soojushulga. ( Protsess toimub uuesti samas järjekorras ) 27. Millistest suurustest ja kuidas sõltub soojusmasinas ühe tsükli jooksul tehtav töö? Äkki sõltub gaasi paisumisest, soojenemisest, kokku surumisest ja jahutamisest ? 28. Mida iseloomustab soojusmasina kasutegur? Iseloomustab tehtava töö suhet soojendilt saadavasse soojushulka ? 29. Millist soojusmasinat nimetatakse ideaalseks soojusmasinaks? Kui töötavaks kehaks on ideaalne gaas. 30. Millistest suurustest ja kuidas sõltub ideaalse soojusmasina kasutegur? Sõltub vaid soojendi T1 ja jahuti T2 temperatuuridest N = T1-T2 / T1 subscript ;) 31. Sõnasta termodünaamika II seadus soojusülekande suunast lähtuvalt. Soojus ei saa minna iseenesest külmemalt kehalt soojemale 32
Rõhk on konstantne. A = p(V2 – V1) 9. Milline on isoterminiline protsess? Milline on adiabaatiline protsess? Temperatuur on konstantne. Adiabaatiline – soojusvahetust ei toimu väliskeskkonnaga. 10. Mis on soojusmasina kasutegur ja milline on maksimaalne võimalik soojusmasina - kasutegur? (Tähtede tähendused) - Soojusmasina kasutegur näitab, kui palju kogu tööst muudab soojusmasin kasulikuks tööks. Maksimaalne võimalik kasutegur 62%. n = A/Q1 = Q1 – Q2 / Q1. (Q1 – soojendilt saadud energia, Q2 – jahtule antud energia). 11. Mida näitavad ruumlaeng, pindlaeng ja joonlaeng? Ruumlaeng on ühemärgiline (negatiivne või positiivne) elektrilaeng, mille kandjad (elektronid, ioonid) on pidevalt jaotatud piiritletud ruumiosas. Pindlaeng – Joonlaeng - Joonlaeng koosneb üle pinna ühtlaselt jaotunud punktlaengutest, mis on asetunud piki joont. 12. Coulomb’ seadus. (Tähtede tähendused) – 2 positiivset laengut põrkuvad; 2
üks tähtsamaid tehnoloogilisi probleeme. 95% tänapäeva energeetikast põhineb soojusmasinatel. Soojusmasina tööprintsiip Soojusmasina kasutegur Kasutegur näitab, kui palju kogu tööst muudab soojusmasin kasulikuks tööks. Selle käigus võrreldakse kütuse põlemise käigus vabanenud soojust ja kasulikku tööd. "Kahjulik" soojus on see, mis tuleb anda masinale mehaanilise töö saamiseks. Kasuteguri arvutamiseks on valem: h =Q1-Q2/Q1*100 % kus Q1 on tsüklis soojendilt saadud soojushulk ja Q2 on jahutile antud soojushulk. Selge on see, et kasutegur on väiksem kui 100 %. Reaalsete soojusmasinate kasutegurid jäävad tugevasti alla 100%.Ideaalse soojusmasina tsükli järgi saaks kasutegureid viia küllaltki kõrgele. Kui kasutada jahutina välistemperatuuri 300 K ja soojendina gaasi plahvatust silindris rõhul mõnikümmend atmosfääri, temperatuur on 3000 K, ei saa kasutegurit viia üle 90%.Maksimaalseks kasuteguriks loetakse ka 62%
Carnot' välise magnetvälja puudumisel. tsükkel (ringprotsess) koosneb Kõige levinuma esindaja raua kahest isotermist ja kahest järgi nim. neid adiabaadist. Carnot' tsüklil ferromagneetikud. töötava soojusmasina korral Ferromagneetikute paisub töötav aine algul magnetilised omadused on isotermiliselt, võttes soojendilt tingitud elektronide oma soojushulga Q1. Carnot' magnetmomentidest. 4. soojusmasina Termodünaamika I seadus - kasutegur(müü)= (T1- T2) / T1, Süsteemile antud soojushulk kus T1ja T2 on vastavalt läheb süsteemi siseenergia soojendi ja jahuti juurde kasvuks ning töö temperatuurid. tegemiseks süsteemi välisjõudude vastu. Q=U2- 6. Varinat 1
absoluutse temperatuuriga 2.peatükk Siseenergia- keha molekulide kineetilise ja potentsiaalse energia summa Termodünaamika esimene printsiip- termodünaamilisele süsteemile juurdeantav soojushulk läheb süsteemi siseenergia suurendamiseks ja süsteemi poolt välisjõudude vastu tehtavaks tööks Soojusmasin- perioodiliselt töötav masin , mis muudab siseenergia mehaaniliseks energiaks Soojusmasina kasutegur- soojusmasina poolt tehtud töö ja soojendilt võetud soojushulga suhet Termodünaamika teine printsiip- soojus ei saa iseenesest üle minna külmemalt kehalt kuumemale Entroopia- füüsikaline suurus, mida kasutatakse energia kvaliteedi kirjeldamiseks 3.peatükk Agregaatolek- aine tahke, vedel ja gaasiline olek Reaalne gaas- reaalselt eksisteeriv gaas Soojusjuhtivus- nähtus, mille sisuks on temperatuuri (siseenergia) ühtlustumine mingi keha ulatuses soojusliikumise taajärjel
40. Adiabaatiline protsess protsess, mille vältel süsteem ei ole väliskeskkonnaga soojusvahetuses. 41. Soojusmasin masin, mis muundab soojust tööks. Soojusmasina põhiosad: 1) töötav keha gaas või aur 2) soojendi sellelt saab töötav keha soojushulga Q1 3) jahuti sellele annab töötav keha soojushulga Q2 42. Soojusmasina kasutegur näitab mitu % soojendilt saadud soojushulgast muutub kasulikuks tööks. 43. Termodünaamika I printsiip - Gaasile antud soojushulga arvel suureneb gaasi siseenergia ja gaas võib teha mehaanilist tööd. 44. Termodünaamika II printsiip Soojus ei saa iseenesest üle minna külmemalt kehalt kuumemale. 45. Entroopia energia kvaliteedi kirjeldamiseks kasutatav suurus. Mida kõrgem on kvaliteet, seda madalam on entroopia. 46. Gaaside üldised omadused:
40. Adiabaatiline protsess – protsess, mille vältel süsteem ei ole väliskeskkonnaga soojusvahetuses. 41. Soojusmasin – masin, mis muundab soojust tööks. Soojusmasina põhiosad: 1) töötav keha – gaas või aur 2) soojendi – sellelt saab töötav keha soojushulga Q1 3) jahuti – sellele annab töötav keha soojushulga Q2 42. Soojusmasina kasutegur – näitab mitu % soojendilt saadud soojushulgast muutub kasulikuks tööks. 43. Termodünaamika I printsiip - Gaasile antud soojushulga arvel suureneb gaasi siseenergia ja gaas võib teha mehaanilist tööd. 44. Termodünaamika II printsiip – Soojus ei saa iseenesest üle minna külmemalt kehalt kuumemale. 45. Entroopia – energia kvaliteedi kirjeldamiseks kasutatav suurus. Mida kõrgem on kvaliteet, seda madalam on entroopia. 46. Gaaside üldised omadused:
Isobaariline protsess: p = 0 A = pV U = Q - pV Q < 0 süsteem annab ära soojushulga Termodünaa- Soojus ei saa iseenesest üle kanduda külmemalt kehalt soojemale. Teisiti öeldes, pole võimalik mika II printsiip protsess, mille ainsaks tulemuseks on soojendilt saadud soojushulga muundumine tööks. Soojusmasin on masin, kus siseenergia muundub mehaaniliseks energiaks. Soojusmasina A Q1 - Q2 T - T2 A masina poolt tehtud töö, Q1, Q2 soojendilt saadud kasutegur = = m = 1 Q1 Q1 T1 ja jahutile antud soojushulgad, m maksimaalne
Isobaariline protsess: p = 0 A = pV U = Q - pV Q < 0 süsteem annab ära soojushulga Termodünaa- Soojus ei saa iseenesest üle kanduda külmemalt kehalt soojemale. Teisiti öeldes, pole võimalik mika II printsiip protsess, mille ainsaks tulemuseks on soojendilt saadud soojushulga muundumine tööks. Soojusmasin on masin, kus siseenergia muundub mehaaniliseks energiaks. Soojusmasina A Q1 - Q2 T - T2 A masina poolt tehtud töö, Q1, Q2 soojendilt saadud kasutegur = = m = 1 Q1 Q1 T1 ja jahutile antud soojushulgad, m maksimaalne
5.Soojusmasina kasutegur-näitab, kui palju kogu tööst muudab soojusmasin kasulikuks soojuse juurdevoolu tõttu. Tahkumine - aine ülem vedelast olekust tahkesse koos soojuse tööks. Selle käigus võrreldakse kütuse põlemise käigus vabanenud soojust ja kasulikku tööd. eraldumisega. Aurustumine - vedeliku aurustumine ümbritsevasse ruumi .Soojushulk aines =Q1-Q2/Q1*100 % kus Q1 on tsüklis soojendilt saadud soojushulk ja Q2 on jahutile antud suureneb .Veeldumine-kui aur muutub vedelikuks on tegu veeldumise e soojushulk. kondenseerumisega .Soojust antakse ära . Amorfsetel ainetel pole kindlat sulamis- ja tahkumistemperatuuri ,kristalsetel aga on . 1.variant 1
M=FI M=Iε Momendi vektor on aksiaalvektor. 5.Soojusmasina kasutegur-näitab, kui palju kogu tööst muudab soojusmasin 3.Võnkumiste sumbumine- on ka kirjeldatavad siinusfunktsioonina, kuid selle kasulikuks tööks. Selle käigus võrreldakse kütuse põlemise käigus vabanenud amplituud väheneb ajas ekspotentsiaalselt. x=Asinωst ωs =√ ω02 - β2 kus β on soojust ja kasulikku tööd. η =Q1-Q2/Q1*100 % kus Q1 on tsüklis soojendilt saadud sumbuvustegur.Harmooniline võnkumine on protsess, kus punktmass liigub soojushulk ja Q2 on jahutile antud soojushulk. mööda sirget ning tema asukohta kirjeldav koordinaat (x) muutub ajas siinus (või koosinus) funktsiooni järgi. Harmooniliselt võngub näiteks ühtlase nurkkiirusega
M=FI M=Iε Momendi vektor on aksiaalvektor. 5.Soojusmasina kasutegur-näitab, kui palju kogu tööst muudab soojusmasin 3.Võnkumiste sumbumine- on ka kirjeldatavad siinusfunktsioonina, kuid selle kasulikuks tööks. Selle käigus võrreldakse kütuse põlemise käigus vabanenud amplituud väheneb ajas ekspotentsiaalselt. x=Asinωst ωs =√ ω02 - β2 kus β on soojust ja kasulikku tööd. η =Q1-Q2/Q1*100 % kus Q1 on tsüklis soojendilt saadud sumbuvustegur.Harmooniline võnkumine on protsess, kus punktmass liigub soojushulk ja Q2 on jahutile antud soojushulk. mööda sirget ning tema asukohta kirjeldav koordinaat (x) muutub ajas siinus (või koosinus) funktsiooni järgi. Harmooniliselt võngub näiteks ühtlase nurkkiirusega
Turbiinist suurel kiirusel väljapaiskuvad gaasid tekitavad reaktiivveojõu, mis paneb peamiselt liikuma lennukid. Soojusmasina kasutegur Kasutegur näitab, kui palju kogu tööst muudab soojusmasin kasulikuks tööks. Selle käigus võrreldakse kütuse põlemise käigus vabanenud soojust ja kasulikku tööd. ,,Kahjulik" soojus on see, mis tuleb anda masinale mehaanilise töö saamiseks. Kasuteguri arvutamiseks on valem: h=Q1-Q2/Q1*100% kus Q1 on tsüklis soojendilt saadud soojushulk ja Q2 on jahutile antud soojushulk. Selge on see, et kasutegur on väiksem kui 100%. Reaalsete soojusmasinate kasutegurid jäävad tugevasti alla 100%. Ideaalse soojusmasina tsükli järgi saaks kasutegurid viia küllaltki kõrgele. Kui kasutada jahutina välistemperatuuri 300K ja soojendina gaasi plahvatust silindris rõhul mõnikümmend atmosfääri, temperatuur on 3000 K, ei saa kasutegurit viia üle 90%. Maksimaalseks kasuteguriks loetakse ka 62%
Kriitilisest punktist edasi on aine ülekriitilise fluidumi omadustega. 9.TERMODÜNAAMIKA. 9.1.Termodünaamilised protsessid gaasides 9.2.Soojusmasina kasutegur näitab, kui palju kogu tööst muudab soojusmasin kasulikuks tööks. Selle käigus võrreldakse kütuse põlemise käigus vabanenud soojust ja kasulikku tööd. “Kahjulik” soojus on see, mis tuleb anda masinale mehaanilise töö saamiseks. Kasuteguri arvutamiseks on valem: h =Q1- Q2/Q1*100 % kus Q1 on tsüklis soojendilt saadud soojushulk ja Q2 on jahutile antud soojushulk. Selge on see, et kasutegur on väiksem kui 100 %. Reaalsete soojusmasinate kasutegurid jäävad tugevasti alla 100%. Ideaalse soojusmasina tsükli järgi saaks kasutegureid viia küllaltki kõrgele. Kui kasutada jahutina välistemperatuuri 300 K ja soojendina gaasi plahvatust silindris rõhul mõnikümmend atmosfääri, temperatuur on 3000 K, ei saa kasutegurit viia üle 90%. Maksimaalseks kasuteguriks loetakse ka 62%
jahutab jahutaja temp-ni T2. Isotermilisest kokkusurumisest töötav keha annab Temp-l T2 jahutajale soojushulga Q2. Adibaatilisest kokkusurutud keha temp. tõuseb uuesti soojuallika temp.-ni 53.Soojusmasina kasutegur Soojusmasina kasutegur näitab, kui palju kogu tööst muudab soojusmasin kasulikuks tööks. Selle käigus võrreldakse kütuse põlemise käigus vabanenud soojust ja kasulikku tööd. Kasutegur: η=(Q - Q')/Q (Q- soojendilt saadud soojushulk ja Q`- jahutile antud soojushulk) Max kas.t.: ή=(T-T')/T (T- soojendi temperatuur T' - jahuti temperatuur) Kasutegur ei saa olla kunagi 100% , sest T' ei saa olla 0K, kuna sellist temperatuuri võimatu saavutada. Soojusmasina kasutegur näitab, kui palju kogu tööst muudab soojusmasin kasulikuks tööks. Selle käigus võrreldakse kütuse põlemise käigus vabanenud soojust ja kasulikku tööd.
mittekorrastatud (ained on segunenud) olekusse. 3) Loodus püüab üle minna vähem tõenäolisemalt ebatõenäolisemasse olekusse. Töö gaasi paisumisel A= p* Adiabaatiline protsess Protsess, mille käigus ei toimu gaasi soojusvahetust väliskeskkonnaga. Adiabaatilist protsessi kirjeldab võrrand: p V k= const või T V k -1 = const, kus k on gaasi moolsoojuste suhe. Soojusmasin - seade, mis muundab soojust tööks. Soojusmasin võtab kuumalt kehalt (soojendilt) soojushulga Q1 , muudab osa sellest mehaaniliseks tööks A ning annab ülejäänud osa Q2 ära külmemale kehale (jahutile). Soojusmasina kasutegur - = A / Q1 = (Q1 - Q2) / Q1 *100% . Ideaalse soojusmasina kasutegur Entroopia Aine ehitus Reaalse & ideaalse gaasi erinevus 1) Reaalsed molekulid pole punktmassid. 2) Molekulid mõjutavad üksteist reaalses gaasis. Aine ehitus lähtudes agregaatolekust GAAS Molekulid paiknevad hõredalt,liiguvad kaootiliselt
lõppevad negatiivsel laengul. Pilet 14.2 Soojusmasina tööks vajalikud tingimused ja kasutegur. Soojus masin on masin mis teeb mehaanilist tööd. Kütuse põlemisel vabaneva soojusenergi arvul. Soojusmasina tööks on vajalik : soojendi Q1, Töötav keha, kahuti e. Kondensaator Q2, Kasulik töö = Q1-Q2 A=Q1-Q2 soojusmasina poolt tehtud kasulik töö on võrdne soojendile suunatud ja jahutile antud soojushulkade vahega. Soojusmasina kasutegur on kasuliku töö suhe soojendilt saadud soojushulgaga. =A/Q1=Q1-Q2/Q1100% 30-40% kasutegur. Carrot Kasutegur =T1-T2/T1100% Pilet 14.3 Ül: Liikumishulga jäävuse seaduse kohta. m1V1+m1V1=(m1+m2)V Pilet 15.1 Kondensaatorid. Kondensaatorite liigid ja kasutamine. On seadis, mis võimaldab salvestada elektrivälja energiat. Lihtsaim kondekas koosneb 2'st plaadist, mille vaheline kaugus on nende mõõtmetest palju väiksem. Mahtuvus sõltub plaatide suurusest. Kondekaid liigitatakse püsiva mahtuvusega millel on võimsus ette
olekut iseloomustavat makroskoopilist parameetrit rõhku, ruumala ja temperatuuri. Isoprotsessid on protsessid, mille puhul üks makroskoopilistest parameetritest on jääv. Termodünaamika I seadus Süsteemile ülekandunud soojushulga arvel suureneb süsteemi siseenergia ja süsteem teeb mehaanilist tööd. Termodünaamika II seadus Soojus ei saa iseenesest üle kanduda külmemalt kehalt soojemale. Põle võimalik protsess, mille ainsaks tulemuseks on soojendilt saadud soojushulga muundumine tööks. Soojusmasin on masin, kus siseenergia muundub mehaaniliseks energiaks. Soojusmasina kasutegur näitab, kui suure osa juurdeantavast soojusenergiast muudab masin kasulikuks tööks. Agregaatolekuid on kolm: gaasiline, vedel ja tahke. Agregaatoleku muutumised on sulamine, tahkestumine, aurustumine, kondenseerumine, sublimeerumine, härmastumine. ELEKTROMAGNETISM: Elektriväli: Elektrilaeng iseloomustab elektromagnetilise vastastikmõju tugevust
süsteem teeb välisjõudude ületamisel tööd. termodünaamika II seadus Loodus püüab üle minna vähem tõenäoliselt olekult tõenäolisemale. soojusmasin masin, mis muundab kütuse siseenergiat mehaaniliseks energiaks. Iga soojusmasina tööks on vaja kolme osa : 1) soojendi 2) töötav keha 3) jahuti soojusmasina kasutegur soojusmasina kasuteguriks on selle masina poolt tehtud töö ja soojendilt saadud soojushulga suhe. Elektromagnetism Elektriväli elektrilaeng füüsikaline suurus, mis näitab, kui tugevasti keha osaleb elektromagnetilises vastastikmõjus. laengu jäävuse seadus elektriliselt isoleeritud süsteemi kogulaeng on jääv suurus. punktlaeng laetud kehad, mille mõõtmed on tühised võrreldes kehade vahekaugusega. Coulomb'i seadus kaks punktlaengu mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline laengute
Kasutegur.Carnot' tsükkel Soojusmasin on seade, mis muundab soojust tööks. Soojusmasin võtab kuumalt kehalt soojushulga q1, muudab osa sellest mehhaaniliseks tööks A ning annab ülejäänud osa q2 ära külmemale kehale. Soojusmasina kasutegur on kasuliku energia ja seadmele antud koguenergia suhe =A/q 1=q1q2/q1 Carnot' tsükkel koosneb kahest isotermist ja kahest adiabaadist. Carnot' tsüklil töötava soojusmasina korral paisub töötav aine algul isotermiliselt, võttes soojendilt soojushulga q1. Seejärel paisub ta varem omandatud siseenergia arvel veel adiabaatiliselt, kusjuures temperatuur langeb. Järgneb töötava aine isotermiline kokkutõmbumine, mille käigus ta annab ära q2 jahutile. Lõpuks surub välisjõud ainet ka adiabaatselt kokku, taastades siseenergia ning tõstes temperatuuri esialgsele tasemele. Carnot' tsükli kasutegur =(T1T2)/T1, kus T1 ja T2 on vastavalt soojendi ja jahuti temperatuurid. 26)Termodünaamika II seadus.Entroopia
Termodünaamika (TD) uurib soojusnähtusi, tundmata huvi nende põhjuse vastu mikrotasemel. Ta uurib eelkõige tingimusi, millel soojus võib minna ühelt kehalt teisele. Kaks keha (ainekogust) on termodünaamilises tasakaalus, kui soojus ühelt teisele ei lähe (ehkki võiks minna). Kui kaks keha on TD tasakaalus, siis on neil sama temperatuur. Soojusmasin on seade, mis muundab soojust tööks. Soojusmasin võtab kuumalt kehalt (soojendilt) soojushulga Q1 , muudab osa sellest mehaaniliseks tööks A ning annab ülejäänud osa Q2 ära külmemale kehale (jahutile). Soojusmasina kasutegur = A / Q1 = (Q1 - Q2) / Q1 . Carnot' tsükkel (ringprotsess) koosneb kahest isotermist ja kahest adiabaadist. Carnot' tsüklil töötava soojusmasina korral paisub töötav aine algul isotermiliselt, võttes soojendilt soojushulga Q1 . Seejärel paisub ta varem omandatud siseenergia arvel veel adiabaatiliselt (tema temperatuur langeb)
gaasimolekul keskmiselt läbib kahe põrke vahel. Termodünaamika (TD) uurib soojusnähtusi, tundmata huvi nende põhjuse vastu mikrotasemel. Ta uurib eelkõige tingimusi, millel soojus võib minna ühelt kehalt teisele. Kaks keha (ainekogust) on termodünaamilises tasakaalus, kui soojus ühelt teisele ei lähe (ehkki võiks minna). Kui kaks keha on TD tasakaalus, siis on neil sama temperatuur. Soojusmasin on seade, mis muundab soojust tööks. Soojusmasin võtab kuumalt kehalt (soojendilt) soojushulga Q1 , muudab osa sellest mehaaniliseks tööks A ning annab ülejäänud osa Q2 ära külmemale kehale (jahutile). Soojusmasina kasutegur = A / Q1 = (Q1 - Q2) / Q1 . Carnot' tsükkel (ringprotsess) koosneb kahest isotermist ja kahest adiabaadist. Carnot' tsüklil töötava soojusmasina korral paisub töötav aine algul isotermiliselt, võttes soojendilt soojushulga Q1 . Seejärel paisub ta varem omandatud siseenergia arvel veel adiabaatiliselt (tema temperatuur langeb)
Kordajat, mis näitab, kui palju soojust on võimalik ühe dzaulise tööga "tuppa tuua", nimetatakse soojendusteguriks ja tema valem on: . Seega saab kahekümnekraadise temperatuuride vahe korral ühe dzauliga "üle pumbata" kuni 15 J soojust (temperatuuri 27° C ehk 300 K juures). · Termodünaamika II printsiip (kasuteguri valem): rakendused. Soojusmasina kasutegur on masina poolt tehtava töö ja soojendilt saadud energia suhe: Pole võimalik ehitada masinat, mis muudaks kogu temale antava soojuse mehaaniliseks tööks.Soojus ei voola iseenesest külmemalt kehalt soojemale, mistõttu perpetum mobile on võimatu. Praktikum · Mõõtetulemuse kirjapanek ja ümardamisreeglid. Mõõtetulemus koosneb mõõdetava suuruse tähisest, mõõtarvust, mõõteveast, mõõtühiku tähisest (v.a. dimensioonita suurustel) näit. l=182 ±2 cm
Entroopia:süsteemi korrastatust. Selle kasvades väheneb kinnise süsteemi energiast ning keha potentsiaalsest energiast välisj väljas. Selle alla ei kuulu tööks. Selle arvutamiseks valem: h =Q1-Q2/Q1*100 % kus Q1 on tsüklis võime teha süsteemisisest tööd ja energia hajub S=Q/T keha siseenergia. soojendilt saadud soojushulk ja Q2 on jahutile antud soojushulk. Selge on Elektrostaatiline induktsioon:erinimeliselt laetud laengute eraldumist Mehaanilise energia jäävuse seadus:jäävusseadus mille kohaselt see, et kasutegur on väiksem kui 100 %. Max kasuteguriks loetakse ka elektrivälja asetatud juhis. Nt elektrivälja asetatud metallkeha kaheks osaks isoleeritud süsteemis, kehade vahel mõjuvad ainult konservatiivsed 62%
algolekuga. Jooniselt on näha, et kasulik töö tekib ringprotsessil siis, kui kokkusurumine toimub madalamal rõhul, kui paisumine. Et väiksem rõhk antud ruumala juures tähendab madalamat temperatuuri, tuleb töötavat gaasi enne kokkusurumist jahutada, pärast kokkusurumist aga soojendada. Seega koosneb soojusmasin kolmest osast: 1)soojendaja 2)Jahutaja 3)töötav keha On selge, et ka jahutaja poolt ärajuhitav soojushulk Q2 pärineb soojendilt, seega ei muutu kasulikuks tööks mitte kogu energia: Soojusmasina kasutegur -masina poolt tehtava töö ja soojendilt saadud energia suhe: =A/Q1=(Q1-Q2)/Q1 Kasutegur näitab, kui suur osa kasutatud soojusest muudetakse mehaaniliseks tööks. Kahest isotermist ning kahest adiabaadist koosnevat ringprotsessi nimetataksegi Carnot' tsükliks. Carnot tsükkel koosneb kahest
reaktiivveojõu, mis paneb peamiselt liikuma lennukid. 7 1.5. Soojusmasina kasutegur Kasutegur näitab, kui palju kogu tööst muudab soojusmasin kasulikuks tööks. Selle käigus võrreldakse kütuse põlemise käigus vabanenud soojust ja kasulikku tööd. "Kahjulik" soojus on see, mis tuleb anda masinale mehaanilise töö saamiseks. Kasuteguri arvutamiseks on valem: h =Q1-Q2/Q1*100 % kus Q1 on tsüklis soojendilt saadud soojushulk ja Q2 on jahutile antud soojushulk. Selge on see, et kasutegur on väiksem kui 100 %. Reaalsete soojusmasinate kasutegurid jäävad tugevasti alla 100%.Ideaalse soojusmasina tsükli järgi saaks kasutegureid viia küllaltki kõrgele. Kui kasutada jahutina välistemperatuuri 300 K ja soojendina gaasi plahvatust silindris rõhul mõnikümmend atmosfääri, temperatuur on 3000 K, ei saa kasutegurit viia üle 90%.Maksimaalseks kasuteguriks loetakse ka 62%
Kordajat, mis näitab, kui palju soojust on võimalik ühe dzaulise tööga "tuppa tuua", nimetatakse soojendusteguriks ja tema valem on: . Seega saab kahekümnekraadise temperatuuride vahe korral ühe dzauliga "üle pumbata" kuni 15 J soojust (temperatuuri 27° C ehk 300 K juures). - Termodünaamika II printsiip (kasuteguri valem): rakendused. Soojusmasina kasutegur on masina poolt tehtava töö ja soojendilt saadud energia suhe: Pole võimalik ehitada masinat, mis muudaks kogu temale antava soojuse mehaaniliseks tööks.Soojus ei voola iseenesest külmemalt kehalt soojemale, mistõttu perpetum mobile on võimatu. Praktikum Mõõtetulemus koosneb mõõdetava suuruse tähisest, mõõtarvust, mõõteveast, mõõtühiku tähisest (v.a. dimensioonita suurustel) näit. l=182 ±2 cm. Mõõteviga
osakesed süsteemis paikneda (asukoht, kiirus). •Soojusmasin ja selle kasutegur Soojusmasin = seade, mis muudab soojusenergia mehaaniliseks tööks § Masina tööks vajalikku soojust võib saada: • kütuste põletamisel •• päikese või tuumaenergiast • vulkaanilistes piirkondades kasutatakse ka Maasisest (geotermaalset) soojust. Soojusmasina kasutegur on masina poolt tehtava töö ja soojendilt saadud energia suhe •Ringprotsess (+ joonis) Ringprotsess = termodünaamiline protsess, mille lõppolek langeb ühte algolekuga § Üleminek ühest olekust teise, võib toimuda erinevaid teid pidi, ja igale teele vastab erinev "töö", st. erineva kuju ja pindalaga kõverjooneline trapets § Just siin peitubki soojusmasina ehitamise võimalus:
Kasutegur n=T1-T2/T1, näiteks tuumajaam, suur kasutegur. Carnot masin on ainult teoreetilise tähtsusega mudel. Masinal pole klappe ega gaasivahetust. Gaasi soojendatakse ja jahutatakse vaheldumisi niiviisi, et: 1) ringprotsess oleks pööratav, 2) tehtud töö oleks suurem kui null. Carnot’ tsükkel koosneb kahest isotermist ja kahest adiabaadist. Carnot’ tsüklil töötava soojusmasina korral paisub töötav aine algul isotermiliselt, võttes soojendilt soojushulga q1. Seejärel paisub ta varem omandatud siseenergia arvel veel adiabaatiliselt, kusjuures temperatuur langeb. Järgneb töötava aine isotermiline kokkutõmbumine, mille käigus ta annab ära q2 jahutile. Lõpuks surub välisjõud ainet ka adiabaatselt kokku, taastades siseenergia ning tõstes temperatuuri esialgsele tasemele. Carnot’ tsükli kasutegur η=(T1-T2)/T1, kus T1 ja T2 on vastavalt soojendi ja jahuti temperatuurid. 37
annaabi.ee 
