SOOJUSLIIKUMINE Molekulide arvu ühes moolis aines annab Avogadro arv N A = 6.02 10 23 mool-1. Mool on ainehulk, milles sisalduvate struktuurielementide arv võrdub 0.012 kg nukliidi 12C aatomite arvuga. Sellise hulga osakeste liikumist saab kirjeldada vaid statistiliselt. Saab anda tõenäosuse, et hetkel t on osakese asukoht punktis P, ja tõenäosuse, et samal hetkel on tema kiirus v . Enamasti pole molekulide paiknemine mingil hetkel oluline. Erandiks on vast juhud, kui meil on vaja arvutada ühe aine difusiooni teise sisse. Küll aga on oluline teada molekulide jaotust kiiruste järgi, sest molekulide liikumise kiirus on otseselt seotud keha temperatuuriga. Soojusliikumine toimub aine eri faasides erinevalt. Ideaalne gaas: · molekule on palju ja nad on ühesugused · molekuli mõõtmed on väga palju väiksemad molekulidevahelisest keskmisest kaugusest · molekulid on pidevas liikumises · molekulidevahelised põrked on elas
Füüsikaline Maailmapilt Füüsika aines ja teaduslikud meetodid: mudelid, keel, põhjuslikkus. Makroskoopiliste kehade liikumine ja selle põhjused; Newtoni seadused. Kehasüsteemide liikumine – aine molekulaar-kineetiline teooria, olekuparameetrite muutumise seaduspärasused. Suure tihedusega molekulaarsüsteemid. Soojus – aineosakeste kaootilise liikumise energia. Elektromagnetism: elektrilaengud ja nende liikumine magnet- ja elektriväljas. Valguse dualism – osakeste voog versus elektromagnetlainetus. Mikromaailma ehituskivid – elementaarosakesed. Kvantmehaanika põhiideed. Relatiivsus maailma käsitlemisel: erirelatiivsusteooria postulaadid, energia ja massi ekvivalentsus ning aegruumi kõverdumine. Universumi teke, struktuur ja evolutsioon. Füüsikas avastatud seaduspärasuste rakendatavus teistes teadustes. Õpimeetodid: loengud, seminarid. Iseseisev töö: töö kirjandusega ja harjutusülesannete lahendamine. 1 MAKROSKOOPILISTE KEHADE LIIKUMINE Makroskoopiliseks n
väärtuste kogumiga. Kui ühte olekuparameetrit muuta, muutub ka vähemalt üks teine olekuparameeter. 4.1.1. Temperatuur, soojus ja siseenergia Soojusõpetuse üheks põhimõisteks on temperatuur. Temperatuuril ei ole lühikest ja kõikehõlmavat definitsiooni. Sageli öeldakse , et temperatuur on füüsikaline suurus, mis iseloomustab keha soojuslikku seisundit ja on määratud keha molekulide soojusliikumise kineetilise energiaga. Molekulide soojusliikumine esineb mitmel kujul. Tahkistes molekulid võnguvad kindlate tasakaaluasendite ümber, vedelikes toimub lisaks võnkumisele veel hüppeline edasiliikumine ja põrkumine naabermolekulidega, gaasides aga liiguvad molekulid pidevalt ja kaootiliselt, põrkudes teiste molekulidega. Kõigil mainitud juhtudel on molekulide liikumiskiirused tavamõistes suured, suurusjärgus 10 2... 103 m/s. Õhus toatemperatuuril ja normaalrõhul toimub ühe molekuliga ca 1010 põrget ja
näitab prootonite arvu tuumas. Märgitud võib-olla aatommass. Molekulmassi saamiseks on vaja liita kõik molekulis olevate aatommassid. Aine osakeste liikumine: Mikroskoopilised osakesed on pidevas kaootilises liikumises. Osakeste vahel mõjuvad tõmbe- ja tõukejõud, andes molekulile potentsiaalse energia Liikumine annab kineetilise energia. Osakeste kineetiline ja potentsiaalse energia annavad kehale siseenergiat. Molekulide soojusliikumine: Tahkistes molekulid võnguvad tasakaaluasendite ümber. Vedelikes lisaks võnkumisele edasiliikumine ja põrkumine naabermolekulidega. Gaasides toimub molekulide pidev kaootiline liikumine ja põrkumine teiste molekulidega. Molekulide liikumiskiirus on suurusjärgus 100 – 1000 m/s . Vaba tee pikkus (põrkest põrkeni) on u. 10−7 m. Aine olekud Tahke Vedel Gaasiline Plasma Tihti saab aine olekut muuta energia lisamise või eemaldamise teel. Tahked ained/kristallilised
Mis on süsteemi termodünaamiline tõenäosus? Reaalsete protsesside kulgemine iseeneslikult vaid ühes suunas tuleneb aine molekulaarsest ehitusest · Iga süsteemi olekut (energiat) on võimalik realiseerida erineva arvu mikroolekute kaudu · Termodünaamiline tõenäosus W ongi mikroolekute arv, mille kaudu antud süsteemi olek on realiseeritav Olgu 4 osakest a,b,c,d esialgu anuma A-pooles. B-pool on tühi. Pärast vaheseina avamist jätkub molekulide soojusliikumine ja võib esineda 16 olukorda. Ainult 1 neist on selline, kus kõik molekulid on jälle anuma A-osas. 176. Kuidas on entroopia seotud süsteemi termodünaamilise tõenäosusega? S S = k ln W W = e k S entroopia; k - Boltzmanni constant; W süsteemi termodünaamiline tõenäosus ehk makroolekut realiseerivate mikroolekute arv 177
Kaudselt on ka inimene oma tunnetusorganitega võimeline eristama molekule vaatamata nende üliväikestele mõõtmetele: nt peegeldavad kihid peeglitel, õlikile vee peal, lõhnaaine piisad õhus. Molekulid mõjutavad üksteist väga tugevate jõududega. Neid võib kohata, kui kaks siledat klaasplaati on üksteise vastas ja vesi satub nende vahele. Siis on plaate väga raske üksteisest eraldada just molekulide vaheliste tõmbejõudude tõttu. III Aineosakeste soojusliikumine Kõik osakesed maailmas on pidevas lakkamatus liikumises. Seda liikumist nimetatakse soojusliikumiseks. S. on suunalt ja kiiruselt juhuslik ehk kaootiline. Osakese liikumise trajektooriks on murdjoon. Vaatamata suurele hulgale omavahelistele põrgetele molekulid ei kulu ega deformeeru. S. esineb kõikjal: gaasides kulgemisena, vedelikes võnkumise ja ülehüpetena ning tahketes ainetes võnkumisena. Mida kõrgem on aine temperatuur, seda suurem on s-e kiirus.
Soojusõpetus. 1. Mikroparameetrid, makroparameetrid. Soojusliikumine. Soojusnähtusi kirjeldatakse parameetrite abil. Parameetriks nimetatakse ühelaadseid, olekuid või protsesse kirjeldavat suurust, mille iga väärtus määrab mingi 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
Aerodünaamika uurib kehade liikumist gaasis. Vedelikud Vedelikel on ühiseid jooni nii gaaside kui tahkistega. Põhiomadus on voolamine vedelik püüab võtta sellist asendit, et tema potentsiaalne energia on minimaalne. Voolamine on võimalik tänu sellele, et vedeliku molekulid vahetavad võnketasandeid. Vedelikes püüavad molekulidevahelised tõmbejõud tekitada kristallilist struktuuri seda segab aga molekulide soojusliikumine. Püsivad molekulide paiknemise korrapära ei teki. Korrapära tekkimine on osades vedelikes võimalik suures ulatuses. Neid aineid nimetatakse vedelkristallideks(Orgaanilised ained, mille molekulid on pikad ja peenikesed, nende orientatsiooni on suhteliselt kerge muuta). Pindpinevus Vedelike pinnal on alati omadus kokku tõmbuda ja seega püüab ta omandada võimalikult väikest pinda. Seda omadust nimetatakse pindpinevuseks.
Kõik kommentaarid