Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Soojusfüüsika". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
molekul, soojus, gaas, siseenergia, soojushulk, termodünaamika, tahkise, vedelikus, pindpinevus, soojusjuhtivus, vedela, pindpinevustegur, kapillaar, amorfse, soojusülekanne, olekute, entroopia, mool, difusioon, tõmbejõud, soojusfüüsika, ainekoguse, soojusmasin, mikro, õhuniiskus, impulss, kraad, molekulaarfüüsika, kusjuures, ainehulkTermodünaamika alused Siseenergiaks nim. keha molekulide kineetilise ja potentsiaalse energia summat. Siseenergia levimist ühelt kehalt teisele nim. soojusülekandeks. Soojusülekandes levib siseenergia soojemalt kehalt või kehaosalt külmemale. Seejuures soojema keha siseenergia väheneb ja külmema keha siseenergia suureneb. Soojusülekanne kestab seni, kuni kehade temp. saavad võrdseks. Soojusülekande liigutus: ¤Soojusjuhtivuseks nim. soojusülekannet, kus energia levib ühelt aineosakeselt 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.
kindla objekti, oleku või protsessi. Makroparameetrid on füüsikalised suurused, mida kasutatakse ainekoguse kui terviku kirjeldamisel. Nendeks on näiteks ainekoguse mass, rõhk, ruumala, temperatuur. Mikroparameetrid on füüsikalised suurused, mida kasutatakse aine üksiku molekuli kirjeldamisel. Nendeks onnäiteks molekuli mass, molekuli kiirus. Soojusnähtusi seletatakse molekulaarkineetilise teooria või termodünaamika abil. Esimene kasutab peamiselt mikroparameetreid, teine makroparameetreid. Molekulaarkineetilise teooria põhialused põhinevad kolmel väitel: a) Aine koosneb molekulidest. b) Osakesed on pidevas liikumises. c) Osakesed mõjutavad üksteist tõmbe- ja tõukejõududega. Kauguse suurenedes osakeste vahel saavad õlekaalu tõmbejõud, kauguse üleliigsel vähenemisel aga tõukejõud. Soojusnähtuste aluseks olevate mikroosakeste (molekulide, aatomite, elektronide)
Termodünaamika · Termodünaamika käsitleb soojusülekannet ja soojuse muundumist tööks · Termodünaamika tegeleb igasugust kütust tarbivate masinate konstrueerimise üldiste seaduspärasustega. · Termodünaamika on makrokäsitlus. Seepärast on kasutusel makroparameetrid p, V, T, Q, U, m. · Termodünaamika põhineb kahele printsiibile need on TD I ja II printsiip 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
· V(ruumala) konsentratsioon) Kui üht olekuparameetrit. · T(abs. Temperatuur) · v(molekulide muuta, siis muutub vhmlt · (tihedus) keskmine kiirus veel üks ja seega ka olek. Molekul- molekulaarfüüsikas vähim osake, millest ained koosnevad ja mis on pidevas kaootilises liikumises Temperatuur- iseloomustab keha soojuslikku seisundit; molekulide liikumise keskmise kineetilise energia ja siseenergia mõõt (t) Absoluutne temperatuur- temperatuur Kelvini skaalal (T) Absoluutne nulltemperatuur- temperatuur, mille saavutamisel molekulid lakkavad liikumast Ideaalne gaas- lihtsaim mudel gaasi kirjeldamiseks, milles ei arvestata molekulide mõõtmeid ja vastastikmõju Mool- ainehulk, mis sisaldab Avogadro arvuga võrdse arvu molekule või aatomeid (mol) Avogadro arv- aatomite või molekulide arv ühes moolis aines (N A) Molaarmass- ühe mooli aine mass (M)
Tallinna Ülikool Matemaatika ja Loodusteaduste Instituut Loodusteaduste osakond Soojusõpetuse lühikonspekt Tõnu Laas 2009-2010 2 Sisukord Sissejuhatus. Soojusõpetuse kaks erinevat käsitlusviisi.......................................................................3 I Molekulaarfüüsika ja termodünaamika..............................................................................................4 1.1.Molekulide mass ja mõõtmed....................................................................................................4 1.2. Süsteemi olek. Protsess. Tasakaaluline protsess.......................................................................4 1.3. Termodünaamika I printsiip.....................................................................................................
maksimaalse tingimuse tekkimist mingis punktis Soojusõpetus · Soojusõpetus tegeleb mateeria liikumise soojusliku vormiga. Soojusõpetus tugineb energia jäävuse seadusele. · Molekulaarfüüsikas nimetatakse molekuliks sellist aine osakest, mis osaleb molekulaarliikumises ehk soojusliikumises. · Molekuli massi suurusjärk: 10-23kg; Molekuli läbimõõt: 10-10m. Kõige lihtsama ehitusega aine on gaas. · Gaaside molekulaarkineetilise teooria kolm põhieeldust: 1) Gaas koosneb molekulidest (osakestest) 2) Molekulid on pidevas kaootilises liikumises 3) Molekulide vahel on vastastikmõju 1 Makrokäsitlus vaadeldakse gaasi kui tervikut. Suurusi, mis ei eelda aine koosnemist osakestest, nimetatakse makroparameetriteks: (m, p, V, T, , t.) p, V, T olekuparameetrid, mis määravad gaasi oleku. Kui üks parameeter muutub, peavad ka
Elementaarlainete liitumine põhjustab minimaalse ja maksimaalse tingimuse tekkimist mingis punktis Soojusõpetus Soojusõpetus tegeleb mateeria liikumise soojusliku vormiga. Soojusõpetus tugineb energia jäävuse seadusele. Molekulaarfüüsikas nimetatakse molekuliks sellist aine osakest, mis osaleb molekulaarliikumises ehk soojusliikumises. Molekuli massi suurusjärk: 10-23kg; Molekuli läbimõõt: 10-10m. Kõige lihtsama ehitusega aine on gaas. Gaaside molekulaarkineetilise teooria kolm põhieeldust: 1) Gaas koosneb molekulidest (osakestest) 2) Molekulid on pidevas kaootilises liikumises 3) Molekulide vahel on vastastikmõju Makrokäsitlus – vaadeldakse gaasi kui tervikut. Suurusi, mis ei eelda aine koosnemist osakestest, nimetatakse makroparameetriteks: (m, p, V, T, , t.) p, V, T – olekuparameetrid, mis määravad gaasi oleku
Elementaarlainete liitumine põhjustab minimaalse ja maksimaalse tingimuse tekkimist mingis punktis Soojusõpetus Soojusõpetus tegeleb mateeria liikumise soojusliku vormiga. Soojusõpetus tugineb energia jäävuse seadusele. Molekulaarfüüsikas nimetatakse molekuliks sellist aine osakest, mis osaleb molekulaarliikumises ehk soojusliikumises. Molekuli massi suurusjärk: 10-23kg; Molekuli läbimõõt: 10-10m. Kõige lihtsama ehitusega aine on gaas. Gaaside molekulaarkineetilise teooria kolm põhieeldust: 1) Gaas koosneb molekulidest (osakestest) 2) Molekulid on pidevas kaootilises liikumises 3) Molekulide vahel on vastastikmõju Makrokäsitlus vaadeldakse gaasi kui tervikut. Suurusi, mis ei eelda aine koosnemist osakestest, nimetatakse makroparameetriteks: (m, p, V, T, , t.) p, V, T olekuparameetrid, mis määravad gaasi oleku
ühikulisele pinnale mõjuvat jõudu: p = , kus p on rõhk (Pa), S on pindala (m 2) ja S F on sellele pindalale (S) mõjuv jõud (N). Rõhuühikuid: Paskal (Pa); tehniline atmosfäär (1 at = 1 kgf/cm2 = 98066,5 Pa); elavhõbedasamba kõrgus (1 mmHg = 133 Pa); looduslik atmosfäär (normaalrõhk) (1 atm = 760 mmHg = 101325 Pa); baar (1 bar = 100000 Pa). Ideaalse gaasi olekuvõrrand ja isoprotsessid. Ideaalne gaas on tegeliku (reaalse) gaasi mudel, kus: a) molekulid loetakse punktmassideks; b) molekulide põrgetel anuma seinaga nende kiiruste väärtus ei muutu, muutub ainult kiiruse suund; c) molekulide vahelist vastastikmõju ei arvestata. Ideaalse gaasi m olekuvõrrand (Clapeyron'i võrrand) pV = RT seob omavahel gaasi ruumala V µ
Pöördliikumise dünaamika põhivõrrand on Newtoni II seadus pöördliikumise kohta. Ta väidab, et impulsimomendi tuletis aja järgi võrdub jõumomendiga: dL / dt = M . Ehk teisiti -jõumoment on see põhjus, mis muudab keha impulsimomenti. Impulsimomendi jäävuse seadus: suletud süsteemi koguimpulsimoment on sinna kuuluvate kehade igasugusel vastastikmõjul jääv. 22. PÖÖRLIIKUMISE JA KULGLIIKUMISE ANALOOGIA. 23. RÕHK PAIGALOLEVAS JA LIIKUVAS VEDELIKUS (GAASIS). PIDEVUSE VÕRRAND. BERNOULLI VÕRRAND. AERODÜNAAMILINE TÕSTEJÕUD. BERNOULLI VÕRRAND: Pidevuse võrrand kirjeldab liikuva vedeliku- või gaasimassi jäävust – ruumielementi sisseja väljavoolava massi erinevus väljendub ruumiühikus oleva aine tiheduse muutumises (vaikne eeldus – ruumielemendis puuduvad allika- ja neelukohad). Bernoulli võrrand: seob voolava vedeliku rõhu, voolu kiiruse ja
esindajaid on hõõrdejõud. Hõõrdejõud takistavad alati liikumist, mõjudes liikuvale kehale selle kiirusega vastassuunas; nende jõudude töö muundab mehhaanilist energiat kehade siseenergiaks (soojusenergiaks), st. molekulide kaootilise liikumise energiaks. Hõõrdejõud mõjuvad üksteise suhtes liikuvate tahkete kehade kokkupuutuvatele pindadele (kuiv hõõre), üksteise suhtes liikuvate vedeliku või gaasi kihtidele (sisehõõre e. viskoosne hõõre), samuti ka vedelikus või gaasis liikuvate tahkete kehade pindadele (see on ka sisehõõre pinnale kleepunud vedelikukihi ja ülejäänud vedeliku vahel). Molekulidest oluliselt suuremate kehade (makrokehade) liikumisel pole võimalik hõõrdejõude vältida, seepärast kehtib mehhaanilise energia jäävuse seadus siin vaid ligikaudselt. Molekulide, aatomite ja elementaarosakeste liikumisel hõõrdejõude ei ole, seepärast kehtib seal energia jäävuse seadus täpselt
· Pindpidevusjõud--jõud, mis mõjub piki vedeliku pinda seda piiravate või sellega kontakteeruvatele kehadele. · Polükristall--keha, mis koosneb paljudest erinevalt orienteeritud monokristallidest. · Puhas energiaallikas--energiaallikas, mis Maa tingimustes maksimaalselt kasutab ära vahetult maavälist energiat. Maaväliseks energiaks vahetult on põhiliselt Päikese kiirgus. · Reaalne gaas--laiemas tähenduses reaalselt eksisteeriv gaas. Kitsamas tähenduses gaas, mille omaduste seletamisel ei piisa ideaalse gaasi mudelist. · Rekristallisatsioon--faasisiire, kus aine muudab oma kristallstruktuuri tahke agregaatoleku piires. · Relatiivne niiskus--protsentides avaldatud suurus, mis väljendab õhu absoluutse niiskuse suhet antud temperatuuril küllastunud aurule vastava absoluutse niiskuse väärtusesse samal temperatuuril. · Siirdesoojus--soojushulk, mis neeldub või eraldub faasisiirdel ühe massiühiku aine kohta.
FÜÜSIKA Molekulaarkineetilise teooria 3 põhieeldust a) Gaas koosneb molekulidest b) Molekulid on pidevas kaootilises liikumises c) Molekulide vahel on vastastikmõju Makroparameetrid- Füüsikalised suurused, mille abil ainet makroskoopiliselt kirjeldatakse. ( gaasikoguse m, p, V, T) Olekuparameetrid- Makroparameetrid p, V ja T Mikroparameetrid- Füüsikalised suurused, mida kasutatakse mikrokäsitluses. Iseloomustavad ainet molekulaarsena
u mo aatommass u - aatommassiühik MKT PÕHIVÄITED · aine koosneb osakestest · osakesed on pidevas kaootilises liikumises · osakeste vahel on vastastikmõju * ÜLEKANDENÄHTUSED Ülekandenähtused seisnevad mingi füüsikalise suuruse ülekandumises ühest süsteemi osast teise. Need toimuvad molekulide soojusliikumise ja moleulidevaheliste põrgete tõttu. Ülekandenähtused on difusioon, soojusjuhtivus ja sisehõõre. Ülekandenähtused on pöördumatud protsessid, mille käigus toimud süsteemi eri osade parameetrite ühtlustumine. Protsessid toimuvad suurema tõenäosusega oleku suunas. Ülekandenähtused võimaldavad tõestada kaudselt MKT väiteid. PINDPINEVUS Pindpinevus on nähtus, mis väljendub pinna omadused kokku tõmbuda, st omandada minimaalset võimalikku pinda. Pindpinevus seisneb vedeliku pinnamolekulide suuremas potentsiaalses energias võrreldes
G= 6,7 * 10-11 N*m2/kg2 Raskusjõud jõud,millega Maa tõmbab enda poole tema lähedal asuvaid kehi. Vaba langemisekiirendust nimetatakse raskus- ja gravitatsioonikiirenduseks. Keha kaal jõud, millega ta Maa külgetõmbejõu tõttu rõhub alusele või venitab riputusvahendit. Tähis P . Kiirendusega liikuva keha kaal muutub vastavalt liikumise suunale P=m(g-a); P=mg Toereaktsioon - jõud, millega alus või riputusvahend mõjutab keha. Takistusjõud Gaasis või vedelikus liikuvale kehale mõjuv jõud . Ft= v* ( takistustegur) Üleslükkejõud vedelikes Rõhk füüsikaline suurus, mis võrdub pinnale risti mõjuva jõu ja pindala suhtega. P=F/S Rõhk vedelikes - Elastsusjõud- Jõud, mis tekib keha kuju deformeerumisel. Alati suunaga vastupidine. Jäikus Iseloomustab keha pikenemist jõu mõjul. Fe = -k * l Liikumishulk ehk impulss Massi ja kiiruse korrutis. Impulsi muut on seotud jõuga, on vektoriaalne suurus. Suuna määrab kiirusvektori suund
(2) Eksisteerib kindel kvantitatiivne seos molekulide kollek-tiivi omaduste ja üksikmolekuli iseloomustava füüsikalise parameetri keskväärtuse vahel. (3) Aine makroskoopiliste ning mikroskoopiliste omaduste vaheliste seoste leidmiseks on vaja teada vaid üksikmolekule iseloomustavate suuruste teatud tõenäoseid väärtusi. Molekulaarkineetilises teoorias kasutatakse ideaalse gaasi mudelit. Sisuliselt on ideaalne gaas antud definitsiooniga: (i) Ideaalse gaasi molekulid on punktmassid, mille kogu-ruumala võrreldes gaasi sisaldava anuma ruumalaga on kaduvväike, s.t. seda ei arvestata. (ii) Ideaalse gaasi molekulide vahel puuduvad tõmbe- ja tõukejõud (molekulaarjõud), väljaarvatud molekulide põrgete korral ilmnevad lühiajalised tõukejõud. Põrked on absoluut-selt elastsed. Paljud kergemad gaasid alluvad normaaltingimustel küllalt hästi ideaalse gaasi mudelile.
nullilähedaseks. Reaalse gaasi molekulidel on lõplikud mõõtmed. Seetõttu ei pääse nad üksteisest takistuseta mööda vaid põrkuvad lisaks anuma seintele veel ka omavahel. Näit. Lõhn levib tegelikkuses aeglasemalt kui näitab arvutuse tulemus lähtudes ideaalse gaasi molekulaarkineetilise teooria põhivõrrandist (~700 m/s). Reaalse gaasi molekulide vahel mõjuvad tõmbejõud, mis on umbes 10 molekuli läbimõõdu kaugusel küllalt arvestatavad. Reaalse gaas kokkusurumisel vastab ligikaudu ideaalse gaasi kokkusurumisele ainult teatud molekulide kauguste piir. Kui gaasi molekulid on üksteisest kaugemal kui 10 läbimõõtu kirjeldab ideaalse gaasi olekuvõrrand kuigivõrd gaasi käitumist. ·Sellest piirist lähemal muutub kokkusurumine lihtsamaks. ·Kui molekulid on üksteisest ligikaudu ühe molekuli kaugusel, muutub kokkusurumine taas raskemaks. ·Reaalse gaasi uurimisel tuleb arvestada molekulide ruumala ja molekulidevahelist vastastikmõju.
TERMODÜNAAMIKA 1. Tuletada ideaalse gaasi siseenergia valem ja sõnastada lõpptulemus. m0 v 2 3 U = NE k = N = kTN Ideaalse gaasi siseenergia ei sõltub ainult temperatuurist ning ei sõltu gaasi 2 2 ruumalast ega rõhust. 2. Kirjuta energia jäävuse seaduse üldine sõnastus. Energia ei teki ega kao, ta võib vaid muunduda ühest liigist teise ning kanduda ühelt kehalt teisele. 3. Tuletada ideaalse gaasi poolt tehtava töö seos gaasi ruumala isobaarilisel muutumisel. Gaas saab teha tööd siseenergia arvelt. Olgu kolvis oleva gaasi rõhk p ning selle ristlõikepindala S. Leiame
3) Kulgliikumise dünaamika põhimõisted •Mass (+ mõõtühik) Mass m on kehade inertsusemõõt. Mass on skalaarne suurus [m]SI =1kg •Inerts (+ inertsus) Inertsus on keha omadus säilitada oma liikumisolekut •Inertsiaalne taustsüsteem Samal ajal kõik inertsiaalsed taustsüsteemid on absoluutselt ekvivalentsed ja ükski mehaaniline katse (antud taustsüsteemi raames) ei võimalda kindlaks teha, kas süsteem liigub ütlaselt sirgjooneliselt või on paigal. Inertsiseaduse kontroll võimaldabki kindlaks teha, kas taustsüsteem liigub ühtlaselt sirgjooneliselt (või on paigal) või mitte. •Jõud (+ mõõtühik) Jõud on ühe keha mõju teisele, mille tulemusena muutub kehade liikumisolek või nad deformeeruvad. Jõud on alati vektorsuurus. (F)SI=1N •Newtoni 3 seadust (+ valemid ja joonised) Iga keh
absoluutse temperatuuriga Isobaariline Charles'i seadus: jääva ruumala juures on antud gaasimassi rõhk võrdeline gaasi absoluutse temperatuuriga Clapeyroni s: antud gaasikoguse rõhu ja ruumala korrutis jagatud avsoluutse temperatuuriga on jääv suurus Moolides avaldatud, mistahes aine hulga korral omandab Clapeyroni võrrand kuju pV=nRT (MendelejeviClapeyroni võrrand) SISEENERGJA JA SELLE MUUTMISE VIISID. TD I. TDI energia jäävuse seadus, mis seob siseenergia töö ja soojushulga Kõikidest siseenergia liikidest muutub soojusnähtustes vaid molekulide kineetiline ja nende vastastikmõju potensiaalne energia Siseenergia keha koostisosakeste ja väljade vastastikmõju ning osakeste liikumise energia summat nim siseenergiaks U=3/2m/MRT (üheaatomilise ideaalse gaasi siseenergia) Soojushulgaks nim siseenergia hulka, mis kandub soojusvahetuse teel ühelt kehalt teisele. Soojushulka arvutatakse valemiga Q=cm..t
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
Füüsika 1)Sõnasta termodünaamika I seadus + valem. Süsteemi siseenergia muut süsteemi üleminekul ühest olekust teise võrdub välisjõudude töö ja süsteemile antud soojushulga summaga. U=A+Q [U=siseenergia muut(J) ; A=Välisjõudude töö (J); Q=Süsteemile antud soojushulk] 2)Kuidas arvutada soojushulka? *Q=Km -> kütuse kütteväärtus [K=kütteväärtus J/kg0C;Q=Soojushulk J, kütuse mass kg] *Q=m -> sulamine [Q= soojushulk J; m=mass kg, =sulmaissoojus J/kg] *Q=Lm -> aurustumine [Q=soojushulk J; m=mass kg; L=aurustumissoojus J/kg] *Q=cm(t2-t1) ->soojenemine ja jahtumine [Q=soojushulk J, c=erisoojus J/kg0C, m=mass kg] 3)Defineeri erisoojus. Füüsikalist suurust, mis näitab milline soojushulk on vajalik mingi aine 1 kilogrammi temperatuuri tõstmiseks 10C võrra nimetatakse erisoojuseks. 4)Defineeri sulamissoojus.
Siseelundid resoneeruvad IH (omavõnkesagedus 3-12 Hz). Raskesti avastatav, kuna ei neeldu – mikrofonid ei kuule. IH kaasneb akustilise piirkonna müra. Infraheli positiivsed küljed: Maavärisemise eelne hoiatus – seismograaf Teatrietendused (R. Wood), kontserdid (Tištšenko 4. sümfoonia, IH 11 Hz, infrageen) Killustiku pesemine savist, liivast jm. Soojusfüüsika Soojusfüüsika on füüsika osa, mis käsitleb nähtusi, mis on seletatavad aine osakeste liikumisega. 2 peamist osa: Termodünaamika – soojustnähtuste iseloomustamine läbi aine kui terviku omaduste – temperatuur, rõhk, ruumala. Molekulaarfüüsika (statistiline füüsika) – soojusnähtuste iseloomustamine läbi molekulide omaduste – kiirus, impulss, mass jm molekule iseloomustavate suuruste. Mikroskoopiline lähenemine Lisaks: Aine ehitus – käsitleb erinevusi gaaside, vedelike ja tahkete kehade vahel. Aine ehitus: Universum koosneb 68.3% ulatuses tumeenergiast, 26
Siseenergiaks nimetatakse keha molekulide kineetilise ja potentsiaalse energia summat. Siseenergia levimist ühelt kehalt teisele nimetatakse soojusülekandeks. Soojusülekandes levib siseenergia soojemalt kehalt või kehaosalt külmemale. Seejuures soojema keha siseenergia väheneb ja külmema keha siseenergia suureneb. Soojusülekanne kestab seni, kuni kehade temperatuurid saavad võrdseks. Sel juhul öeldakse, et on saabunud termodünaamiline tasakaal. Soojusülekannet liigitatakse siseenergia ülekande viiside alusel soojusjuhtivuseks, konvektsiooniks ja soojuskiirguseks. Soojusjuhtivuseks nimetatakse soojusülekannet, kus energia levib ühelt aine osalt teisele molekulidevaheliste põrgete tõttu, ilma et aine ümber paikneks. Konvektsiooniks nimetatakse soojusülekannet, kus energia levib gaasi- või vedeliku liikumise tõttu. Soojuskiirguseks nimetatakse soojusülekannet, kus energia levib elektromagnetlainete kiirgamise ja neelamise tõttu.
Nt gaasikoguse mass, rõhk, ruumala, temperatuur Makrokäsitlus- käsitlus, kus füüsikalised suurused iseloomustavad keha Mikroparameetrid- füüsikalised suurused, mille abil kirjeldatakse ainet mikroskoopiliselt. Nt molekuli mass, molekulide keskmine kiirus, molekulide kontsentratsioon Mikrokäsitlus- käsitlus, kus füüsikalised suurused iseloomustavad ainet Ideaalne gaas- lihtsaim gaasi mudel Temperatuur- suurus, mis iseloomustab keha soojuslikku seisundit Soojushulk- siseenergia, mille keha soojusvahetusel saab või ära annab Isotermiline protsess- jääval temperatuuril on antud gaasimassi rõhu ja ruumala korrutis jääv suurus Isobaariline protsess- jääval rõhul on antud gaasimassi ruumala võrdeline gaasi absoluutse temperatuuriga Isohooriline protsess- jääva ruumala juures on antud gaasimassi rõhk võrdeline gaasi absoluutse temperatuuriga 2.peatükk Siseenergia- keha molekulide kineetilise ja potentsiaalse energia summa
ka helilainete sagedusest. (See tähendab ka, et kui heli sisaldab mitut sagedust, siis kompleksse lainerühma erineva sagedusega koostisosad liiguvad edasi koos, ilma et üks komponent jõuaks teistest ette või jääks maha.) Heli kiirus sõltub esmajoones keskkonnast, kus ta levib, aga teatavat mõju avaldavad ka temperatuur ja muud tingimused. 2. VEDELIKE MEHAANIKA 2.1. Vedelike staatika 2.1.1. Hüdrostaatiline rõhk: Vaatleme seisvas vedelikus mõttelist üinnaelementi S. Rõhk vedeliku sees on võrdne jõuga f, millega vedelik mõjutab ühikulist pinnaelementi normaali sihis ---> P=lim* f / S = df / dS. kui on tegemist vedeliku sambaga mille kõrgus on h, siis selle poolt avalduv hüdrostaatiline rõhk on võrdne vedelikusamba kaaluga mis mõjutabühikulist pinnaelementi, tema normaali sihis P= m*g / S = §(gamma)*V*g / S = §*g*S*h / S = §*g*h §-vedeliku tihedus g-raskuskiirendus.
seadus)....................................................................................................................................................4 8.Mehaaniline töö e.(mahumuutuse töö), arvutamine (valem) ja kujutamine olekudiagrammil...........5 9.Tehniline töö e.(rõhumuutuse töö), arvutamine (valem) ja kujutamine olekudiagrammil.................5 10.Siseenergia ja soojuse mõiste (kuidas leitakse siseenergia, muutuse määramine protsessis)...........5 11.Termodünaamika esimene seadus (sõnastus ja matemaatiline avaldis)........................................... 6 12.Entroopia mõiste ja TS-diagramm....................................................................................................6 13.Soojushulga määramine entroopia abil (Soojushulga kujutamine TS-diagrammil).........................7 14
Lainete levimiskiirus v= / T = v. Lainefront on niisuguste ruumi punktide hulk, milleni võnkumine on antud hetkeks jõudnud. Lainefrondi kuju järgi eristatakse eelkõige tasalaineid ja keralaineid. Lainete levimiskiirus on määratud levimiskeskkonna omadustega. Pikilainetel tahkises (pinguletõmmatud nööris või traadis) v = (T / S)1/2 (T - pingutusjõud, - tihedus, S - ristlõikepindala). Ristlainetel tahkises v = (E /)1/2 ( E - elastsusmoodul, - tihedus). Pikilainetel vedelikus v = (B /)1/2 (B - ruumelastsusmoodul, - tihedus). Pikilainetel gaasis v = (k p /)1/2 (k - moolsoojuste suhe, p - rõhk, - tihedus). Lainefunktsioon määrab lainetusel levivate võnkumiste hälbe u sõltuvalt koordinaatidest ja ajast. Piki x-telge leviva tasalaine korral lainefunktsioon u(x , t) = A cos ( t - k x), kus suurust k nimetatakse lainearvuks. Lainearv k = 2 / näitab, kui mitu lainepikkust mahub 2 meetrisse.
sõlm. Seetõttu peab keha pikkusele L mahtuma täisarv m poollainepikkusi: L = ( /2) m , millest m = L / (2m) ja vm = (2 v / L) m (v on lainete kiirus). Kui m = 1, on tegemist põhitooniga, kui m > 1, siis vastava ülemtooniga (kõrgema harmoonilisega). Võnkumiste (või lainete) sageduste spekter näitab, kui tugevasti on liitvõnkumises esindatud üks või teine ülemtoon (amplituudi sõltuvus ülemtooni numbrist m või tema sagedusest vm). Heli on elastsuslaine (gaasis või vedelikus - pikilaine, tahkises - ka ristlaine). Heli kõrguse määrab põhitooni sagedus, tämbri määrab sageduste spekter ning valjuse lainete intensiivsus. Lainete intensiivsus näitab, kui palju energiat kannab laine ajaühikus läbi levimissuunaga ristuva ühikulise pinna. Intensiivsuse SI-ühikuks on 1 W/m2 . Heli intensiivsuse nulltasemeks (kuuldeläveks) loetakse I0 = 10-12 W/m2. Heli valjus detsibellides (dB) on määratud valemiga 10 log (I / I0), kus I on vaadeldava helilaine intensiivsus.
Gaasi reaalsed molekulid ei ole punktmassid. Molekulidevahelised põrked on elastsed ning ei mõjuta gaasi temperatuuri ega ka ideaalse gaasi olekuvõrrandi kehtivust, muutub vaid liikumise suund. Molekulide vahel on tõmbejõud, kuid nende paiknemises puudub korrapärasus. Tihedus on väike, sõltub ainest ja rõhust. Ülekandenähtuste puhul kandub alati midagi üle. Difusioon on ühe aine molekulide tungimine teise aine molekulide vahele (kirjeldamiseks kontsentratsioon). Soojusjuhtivus on kindla suunaline soojuse levik keskkonnas kõrgema temperatuuriga piirkonnast madalama temperatuuriga piirkonda omavaheliste põrgete tulemusena (kirjeldamiseks soojushulk ja temperatuur). Sisehõõre on keskkonnas (vedelikus ja gaasis) liikuvale kehale mõjuv takistusjõud. See võimaldab ühe keha teise abil liikuma panna nende vahetu kontaktita (kirjeldamiseks impulss). Gaasides leiavad ülekandenähtused aset tänu soojusliikumisele ja molekulivahelistele põrgetele
.................................................................................7 4. Jäävusseadused ja printsiibid....................................................................................... 8 4.1. Energia jäävus.......................................................................................................8 4.2. Impulsi jäävus ...................................................................................................... 9 4.3. Termodünaamika I printsiip..................................................................................9 4.4. Termodünaamika II printsiip................................................................................ 9 4.5. Teisi jäävusi ja printsiipe....................................................................................10 5. Liikumine, selle põhjused ja tagajärjed.................................................................... 11 5.1. Liikumise kirjeldamine ...........
TEHNILINE TERMODÜNAAMIKA SISSEJUHATUS Termodünaamika on teadus energiate vastastikustest seostest ja muundumistest, kus üheks komponendiks on soojus. Tehniline termodünaamika on eelmainitu alaliigiks, mis uurib soojuse ja mehaanilise töö vastastikuseid seoseid. Tehniline termodünaamika annab alused soojustehniliste seadmete ja aparaatide (näiteks katelseadmete, gaasiturbiinide, sisepõlemismootorite, kompressorite, reaktiivmootorite, soojusvahetusseadmete, kuivatite jne.) arvutamiseks ja projekteerimiseks. Tehniline termodünaamika nagu termodünaamika üldse tugineb kahele põhiseadusele. Termodünaamika esimene seadus on energia jäävuse seadus, rakendatuna soojuslikele protsessidele, teine seadus aga määrab kindlaks vahekorra olemasoleva soojuse ja temast
pidevas korrapäratus liikumises. 3) Osakeste vahel mõjuvad väikestel kaugustel nii tõmbe- kui ka tõukejõud. · Soojusliikumine aineosakeste pidev korrapäratu liikumine, mille iseloom sõltub aine agregaatolekust. · Ainehulk () 1 mool on ainehulk, milles on Avogadro arv (NA = 6, 02 · 1023 1/mol) molekule. · Molaarmass () 1 mooli antud aine mass (kg/mol). · Molekulmass (m0) ühe molekuli mass. m0 = M / NA. · Ideaalne gaas gaas, mille molekulide mõõtmeid pole vaja arvestada ja mille molekulidevaheline vastastikmõju on tähtsusetult väike. · Rõhk on arvuliselt võrdne pinnaühikule risti mõjuva jõuga. p = F / S [Pa = N / m2]. · Gaasi rõhk on tingitud gaasimolekulide põrgetest vastu anuma seinu. p = 1/3m0nv2. m0 molekuli mass; n molekulide kontsentratsioon; v2 molekulide kiiruste ruutude keskväärtus.
annaabi.ee 
