Soojusõpetus Soojusõpetus tegeleb: (molekulaarfüüsika ja termodünaamika) 1. Mateeria liikumise soojusliku vormiga. See on: · Soojuse üleminek ühelt kehalt teisele,soojuspaisumine ja muud makroskoopilised nähtused · Molekulide kaootiline ehk soojusliikumine 2. Molekulide liikumise iseloomu ja molekulidevahelise vastastikmõjuga Molekulaarfüüsika uurib soojusnähtusi mikromaailma baasil. Termodünaamika uurib soojusnähtusi makromaailma baasil. Molekulaarfüüsika alused Molekulaarfüüsika kirjeldab ainete omadusi tuginedes kolmele eeldusele:
Metalli erisoojuse määramine 1. Teoreetiline osa: Aine erisoojus näitab kui suur soojushulk peab kanduma 1kg antud ainest kehale, et tema temperatuur tõuseks ühe ühiku võrra. Käesolev töö põhineb soojusülekandel. Kui üks keha annab mingi hulga soojust ära, peab mõni teine keha samapalju soojust juurde saama, Q1=- Q2. Soojusülekanne kestab seni, kuni temperatuurid tasakaalustuvad. Kui on rohkem, kui kaks keha (n keha) soojusvahetuses, siis soojusliku tasakaalu võrrand on Q1+Q2+Q3+...+Qn=0. Keha poolt juurdesaadud või äraantud soojushulka saab arvutada valemiga Q=mc(t2-t1) m- keha mass c- erisoojus t1-algtemperatuur t2-lõpptemperatuur 2. Töö eesmärk: Metallist silindri erisoojuse määramine ja selle põhjal silindri materjali kindlakstegemine.. 3. Töövahendid: Metallist katsekeha, tehnilised kaalud koos vihtidega või elektroonilised kaalud, kalorimeeter, termomeeter, veekeedukann, niit katsekeha veest
Millised on peamised makro skoopilised parameetrid? Termodünaamikas kasutab nähtuste kirjeldamiseks makroparameetreid, mileks on füüsikalised suurused, mida kasutatakse ainekoguse kui terviku soojusliku oleku kirjeldamiseks. Nendeks on suurused, mida on võimalik hõlpsasti mõõta, näiteks ainekoguse mass, rõhk, ruumala, temperatuur. Suurusi rõhk, ruumala ja temperatuur nim ka olekuparameetriteks. Olek ei tähenda siin mitte agregaatolekut, vaid ainekoguse seisundit, mison määratud olekuparameetrite p, V ja T konkreetsete väärtuste kogumiga. Kui ühte olekuparameetrit muuta, muutub ka vähemalt üks teine olekuparameeter. Mis on termodünaamiline süsteem?
Heinrich Friedrich Emil Lenz Eesti päritolu Vene teadlane. Õppis aastatel 1820 1826 Tartu Ülikoolis. Osales Otto von Kotzebue juhitaval ümbermaailmareisil tehes hulgaliselt uuringuid geo- ja merefüüsika alal. Tähtsaim töö elektri induktsioonivoolu suuna määramisel nn. Lenzi reegel. Sõltumatult Joule`ist jõudis 1842 aastal elektrivoolu soojusliku toime seaduseni. Peterburi Teaduste Akadeemia liige. Peterburi Ülikooli rektor. 1804 - 1865 James Prescott Joule Inglise füüsik, Londoni Kuningliku Seltsi liige. Üks energia jäävuse seaduse avastajatest Avastas elektrivoolu soojusliku toime seaduse. Tema nime kannab energia, töö ja soojushulga
Heinrich Friedrich Emil Lenz Eesti päritolu Vene teadlane. Õppis aastatel 1820 1826 Tartu Ülikoolis. Osales Otto von Kotzebue juhitaval ümbermaailmareisil tehes hulgaliselt uuringuid geo- ja merefüüsika alal. Tähtsaim töö elektri induktsioonivoolu suuna määramisel nn. Lenzi reegel. Sõltumatult Joule`ist jõudis 1842 aastal elektrivoolu soojusliku toime seaduseni. Peterburi Teaduste Akadeemia liige. Peterburi Ülikooli rektor. 1804 - 1865 James Prescott Joule Inglise füüsik, Londoni Kuningliku Seltsi liige. Üks energia jäävuse seaduse avastajatest Avastas elektrivoolu soojusliku toime seaduse. Tema nime kannab energia, töö ja soojushulga
seoseid. Statistilised seadused ei võimalda ühetähenduslikult ennustada, mis toimub tulevikus, kuid võimaldavad üksüheselt ennustada millised protsessid toimuda ei saa. Toimuda ei saa protsessid, milles rikutakse jäävusseadusi. Statistilised seadused võimaldavad dünaamilisi seadusi seletada. Näiteks seletub seadus, mille kohaselt mis tahes termodünaamiline süsteem läheb muutumatute välistingimuste korral iseeneslikult soojusliku tasakaalu olekusse, soojusliku tasakaalu oleku suurima tõenäosusega, kõigi teiste termodünaamilise süsteemi olekutega võrreldes. Nüüdisaegse füüsikalise maailmapildi esimeseks oluliseks tunnuseks on pöördumatus. Pöördumatus tähendab sümeetria kadumist mineviku ja tuleviku vahel, aja noole tunnustamist. Teiseks tunnuseks on tõenäosuslikkus. Maailm ei ole igavene ja muutumatu, vaid evolutsioneeriv Kolmandaks tunnuseks on muutumise ebastabiilsus, mis tähendab, et mõned fluktuatsioonid võivad saada
JAMES PRESCOTT JOULE Ranet Nüüd Raimond Himma 9.B klass James Prescott Joule (24.dets 1818 – 11.okt 1889) oli Inglise füüsik ning Londoni Kuningliku Seltsi liige. Ta tegeles peamiselt elektromagnetismiga ja soojuse ning gaaside omaduste uurimisega, ja pärast uuringuid avastas elektrivoolu soojusliku toime seaduse. Joule järgi on nimetatud energiaühik džaul. Džaul Džaul (J) on töö, energia ja soojushulga mõõtühik. Sl põhiühikute kaudu avaldub džaul kujul: Üks džaul on energia hulk, mis kulub keha liigutamiseks ühe meetri võrra. James Prescott Joule töötas ka mitmete teiste füüsikutega, näiteks Lord Kelviniga. Ta arendas Kelviniga välja temperatuuri skaala kelvini. Tänan kuulamast!
temperatuur. · Temperatuur, mõõdetuna absoluutses temperatuuri skaalas, on võrdeline aineosakeste keskmise kineetilise energiaga. · Keha soojenemisel keha siseenergia suureneb, jahtumisel aga väheneb. · Soojusülekandeks nimetatakse siseenergia kandumist ühelt kehalt teisele. · Soojusülekanne jaotatakse soojusjuhtivuseks, konvektsiooniks ja soojuskiirguseks. · Soojusülekanne kestab seni, kuni kehade temperatuurid võrustuvad. · Soojusliku tasakaalu korral puudub kehade vahel soojusülekanne Sigrifild Sikk
6.Ülesanded,soojushulge valem,tüüpe on 4. Vastused. 1.*Siseenergia-koosneb kineetilisest ja potensiaalsest keha energiast. *Soojushulk-siseenergia hulk,mis kandub teistele kehadele või siis teiselt kehalt antud kehale. *Soojusjuhtivus-siseenergia kandumineühelt aineosakeselt teise aine osakesele. *Soojuslik tasakaal-kaks keha sama temperatuuriga 2.Soojusülekande liigid-1.Kokkupuude 2.Kiirgusena-päikeselt või lõkkelt 3.Konvektsioon 3.Kandub alati kuumemalt kehalt külmemale soojusliku tasakaalu suunas. 4.Termose töö põhimõte seisneb võimalikult halvas soojusjuhtivuses. 5.Aine erisoojus näitab,kui suur soojushulk peab kehale kanduma,et keha massiga 1 kg soojeneks 1kraadi võrra. 6.Soojushulga valemtüüpe- Q=c*m(tk-tm) tm=tk-Q/m tk=Q/c*m (pluss) tk m=Q/c(tk-tm) NB! / on jagamismärk .
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 Suletud süsteemis soojusliku protsessi tulemusena entroopia kasvab. Külmkapi tööpõhimõte on vastupidine soojusmasina omale.
Kasutegur näiatb, milline osa koguaenergiast läks kasulikuks = (Q1 Q2)/ Q1 *100% Max kaustegur on ideaalse masina kasutegur = (T1 T2)/ T1 * 100% T1 soendi absoluut temp. T2 jahuti abs. Temp. II termodünaamika printsiip 1. soojus ei saa iseenesest üle minna külmalt kehalt kuumemale 2. suletud süsteem püüab üle minna korrastatud olekust mitte korrastatule 3. loodus püüab üle minna vähemtõenäolisest olekult tõenäolisemale 4. suletub süsteemis soojusliku protsessi tulemusena entroopia kasvab Entroopia 1. suurus mis iseloomustab energia kvaliteeti 2. suurus, mis iseloomustab termodünaamilise süsteemi kaugust tasakaalulisest ja tasakaalutust 3. suurus, mida kasut. Termodünaamika II printsiibi sõnastamisel 4. suurus, mis iseloomustab mikrokäsitluses süsteemi osakeste jaotuse ühtlust
Mikroparameeter – füüsikaline suurus mida kasutatakse mikro käsitluses aine kirjeldamiseks. Ideaalse gaasi mudel: 1. Molekulid on punktmassid 2. Molekuli põrked anuma seintega on absoluutselt elastsed. 3. Molekulide vahel pole vastastikmõju Molekulaarkineetiline teooria: 1 P= p= mo n v 2 3 2 mo v 2 E= 2 p = 3 nE Temperatuur iseloomustab keha soojuslikku seisundit. Soojusliku tasakaalu korral on temp. väärtus kogu süsteemis ühesugune. Soojusülekande liigid: 1. Soojuskiirgus 2. Soojusjuhtivus – osakeste põrkumine 3. Konvektsioon – gaasi ja vedeliku voolude liikumise teel Soojushulk – siseenergia, mille keha soojusvahetusel juurde saab või ära annab. 3 E= kT ühe molekuli kohta tulev keskmine energia 2
konvektsiooniks(nt:tuul). Õhk soojuskiirguse mõjul oluliselt ei soojene. 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
ja mida tumedam on keha, seda rohkem energiat keha ajaühikus 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.
Termodünaamika seadused Keha siseenergia muut- keha siseenergia muut on võrdne kehale antud soojushulga ja väliste jõudude poolt tehtud töö summaga. Adiabaatiline protsess- adiabaatilises protsessis ei toimu keha või kehade süsteemi soojusvahetust väliskeskkonnaga Külmemalt soojemale- soojus ei saa iseeneslikult üle minna külmemalt kehalt soojemale Iseeneslikud protsessid- iseeneslikud (spontaansed) protsessid viivad keha soojusliku tasakaalu olekusse Suletud süsteemi energia- suletud süsteemi koguenergia on jääv Soojusmasin Soojusmasin- soojusmasin muudab soojusenergia mehaaniliseks tööks Soojusmasina kasutegur- soojusmasina kasutegur on saadud mehaanilise töö ja kulutatud soojusenergia suhe Ideaalse masina kasutegur- ideaalse soojusmasina kasutegur on määratud soojendi ja jahuti absoluutsete temperatuuridega
Termodünaamika seadused Keha siseenergia muut- keha siseenergia muut on võrdne kehale antud soojushulga ja väliste jõudude poolt tehtud töö summaga. Adiabaatiline protsess- adiabaatilises protsessis ei toimu keha või kehade süsteemi soojusvahetust väliskeskkonnaga Külmemalt soojemale- soojus ei saa iseeneslikult üle minna külmemalt kehalt soojemale Iseeneslikud protsessid- iseeneslikud (spontaansed) protsessid viivad keha soojusliku tasakaalu olekusse Suletud süsteemi energia- suletud süsteemi koguenergia on jääv Soojusmasin Soojusmasin- soojusmasin muudab soojusenergia mehaaniliseks tööks Soojusmasina kasutegur- soojusmasina kasutegur on saadud mehaanilise töö ja kulutatud soojusenergia suhe Ideaalse masina kasutegur- ideaalse soojusmasina kasutegur on määratud soojendi ja jahuti absoluutsete temperatuuridega
, iseloomustava terminina peale ruumikliima. Seetõttu viitab sisekliima küllalt üheselt ruumi keskkonnale. 1. SISEKLIIMAT MÕJUTAVAD TEGURID Inimese loomuliku tegevuse tagajärjel tekivad õhku paratamatult niiskus ja süsihappegaas (vee kasutamine, inimese hingamisest ja kehalt niiskuse eraldumisel). Samuti võivad saasteained ruumi sattuda ehitusmaterjalidest, sisustusest, välisõhust, pinnasest jm. Sisekliima põhilised parameetrid on ehitusnormidega paika pandud. On kolm soojusliku mugavuse klassi: A, B ja C, kusjuures A on kõrgemate ja C kõige madalamate nõudmistega. Näiteks C-klassi eluruumides on normeeritud: · temperatuur talvel 22,0 ± 3o; suvel 24,5 ± 2,5o (A-klassi ruumides on aga lubatud muutus vastavalt ± 1 ja 0,5o); · õhu liikumiskiirus talvel kuni 0,21 m/s; suvel kuni 0,25 m/s; · suhteline niiskus talvel 2545%; suvel 3070%; · CO2 sisaldus õhus kuni 2700 mg/m3 ehk 1500 PPM [1].
· *Soojusülekandeks nimetatakse siseenergia levimist ühelt kehalt teisele või ühelt kehaosalt teisele. · *Soojusülekanne liigitatakse siseenergia ülekande viisi alusel soojusjuhtivuseks, konvektsiooniks ja soojuskiirguseks. · *Soojusülekandes levib siseenergia soojemalt kehalt külmemale kehale seejuures soojema keha siseenergia väheneb ja külmema keha siseenergia suureneb. · · *Soojusülekanne kestab seni, kuni kehade temperatuurid võrdsustuvad. · *Soojusliku tasakaalu korral puudub kehade vahel soojusülekanne. · *Soojusjuhtivuseks nimetatakse soojusülekannet, kus energia levib ühelt aineosakeselt teisele, ilma et aine ümber paikneks. · *Konvektsiooniks nimetatakse soojusülekannet, kus energia levib vedeliku- või gaasivoolude liikumise tõttu. *Soojuskiirguseks nimetatakse soojusülekannet, kus energia levib kiirgusena.
soojuskiirguseks Kiirgumise seaduspärasused · Mida kõrgem on keha temperatuur, seda intensiivsem on soojuskiirgus · Mida tumedam on kiirgava keha pind, seda intensiivsem on soojuskiirgus. · Mida suurem on keha pindala, seda 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
Lisa füüsika KT 1.Klassikalise mehhaanika põhi ülesanne. 2.Soojusliku ja mehhaanilise maailma pildi erinevused ( mida uut tõi soojus maailma) . 3.Mida uurib termodünaamika? 4.Molekulaarkineetilise teooria põhialused. (3) 5. Nimeta mõned teadlased, kes uurisid soojusdünaamikat. 6.Termodünaamika 1. ja 2. seadus/printsiip. 7. Mis on entroopia? 8. Soojusjuhtivus, soojuskiirgus, soojusülekanne, konvektsioon. 9.Mis on temperatuur? 10. Küsimuste lehelt ,,miks" küsimused. 1
Jooniselt 1.4 on näha õhu liikumiskiiruse ja -temperatuuri kombineeritud efekt joonise 1.3 hubasuspiirkonna jaoks. Hubasuse tagamiseks võib õhutemperatuur suvel olla optimaalsest kõrgem, kui samal ajal suureneb õhu liikumiskiirus vastavalt joonisel kujutatud graafikutele [6]. Hubane temperatuuripiirkond sõltub oluliselt inimese töö raskusest [7]. Joonisel 1.5 on toodud optimaalne temperatuur ja lubatud kõrvalekalded sellest vastavalt tehtava töö raskusele ja välistemperatuurile. Soojusliku mugavuse indeks PMV (Predicted Mean Vote) on määratud normiga [1] vastavalt soojustundele seitsme astmega väärtuste vahemikus +3 kuni 3 järgmiselt. Kuum +3, soe +2, kergelt soe +1, mugav 0, kergelt jahe 1, jahe 2, külm 3. Ruumid on kolme klassi soojusliku mugavuse nõuete täitmise järgi [1]. Tabel 1.2. Ruumide klassid soojusliku mugavuse järgi Soojus- Soojusliku Prognoosi- Õhu liiku- Õhu verti- Sooja või Kiirgus-
MKT põhialused kõik ained koosnevad molekulidest, molekulid on kaootilises liikumises, molekulid mõjutavad üksteist vastastikku, parameeter füüsikaline suurus, mis kirjeldab aine omadusi, makroparameeter füüsikaline suurus, mida kasutatakse ainekoguse, kui soojusliku tervikliku kirjeldamiseks, (suur, aine kogus, võimalik mõõta), mikroparameeter füüsikaline suurus, mida kasutatakse aine üksiku molekuli kirjeldamiseks, (väike, aineosakesed, on võimalik arutada), olekuparameeter rõhk, ruumala, temperatuur, ühe parameetri muutmisega muutub vähemalt ka teine parameeter, temperatuur osakeste liikumis kiirusest sõltub keha temp, 0°C=273K, absoluutne temp on teoreetiliselt madalaim
Osoonikiht neelab tugevasti Päikese ultraviolettkiirgust, kaitstes saastegaaside eest Maal elavaid organisme. Liiga tugev ultraviolettkiirgus võib põhjustada nahavähki, kahjustada silmi ja tekitada teisi kahjulikke muutusi elusorganismides. Kasvuhooneefekt Kasvuhoonegaasid - Süsihappegaas koos vee ja metaaniga Need gaasid neelavad üsna suure osa Maa pinnalt kiirgavast soojusenergiast ega sale selle hajuda maailmaruumi. Nende sisalduse kasv atmosfääris rikub Maa soojusliku tasakaalu ja põhjustab kliimamuutust - Tekib kasvuhooneefekt Vee saastumine ● Heitveed - tööstuse heitveed võivad sisaldada raskmetallide ühendeid ja mitmesuguseid mürgiseid orgaanilisi ühendeid. ● Õlireostus - põhjustab nii tööstus kui ka transport ● Olmereostuse tulemusena satub vette hulgaliselt orgaanilisi ühendeid, kus hakkavad oksüdeeruma ja võtavad elavate organismidelt hapniku ära.
äikese. Valgus liigutub kolmeks põhiliseks liigiks . Nähtav valgus ,mis tekitab nägemisaistingu ja inimene saab vaadelda ümbritsevat keskkonda oma silmadega. Ultravioletkiirgus ehk ultravalgus, nähtamatu inimsilmale ning see on inimorganismile väiksemalgi määral kahjulik. Ning ka infrapunakiirgus e infravalgus , osa valgusest, mis kannab edasi soojust ja teda nimetatakse seetõttu ka soojuskiirguseks.Valgusel on veel mitmeidki toimeid peale soojusliku toime . Keemiline toime ,mille tõttu muutub keemline koostis aineosakestel. Lisaks elektriline toime, see lööb elektronid aatomitest lahti .Ning ka mehhaaniline toime , mis avaldab kehadele rõhku (jõudu). Valguselevimist nimetatakse valguseenergia edasikandumist ning valgus saab levida sirgjooneliselt ( ühtlases keskkonnas ). Valgusvihk on paljude valguskiirte kogum ja valgusvihke võib olla : hajuvaid kiired eemalduvad üksteisest,
Osoonikiht neelab tugevasti Päikese ultraviolettkiirgust, kaitstes saastegaaside eest Maal elavaid organisme. Liiga tugev ultraviolettkiirgus võib põhjustada nahavähki, kahjustada silmi ja tekitada teisi kahjulikke muutusi elusorganismides. Kasvuhooneefekt Kasvuhoonegaasid - Süsihappegaas koos vee ja metaaniga Need gaasid neelavad üsna suure osa Maa pinnalt kiirgavast soojusenergiast ega sale selle hajuda maailmaruumi. Nende sisalduse kasv atmosfääris rikub Maa soojusliku tasakaalu ja põhjustab kliimamuutust - Tekib kasvuhooneefekt Vee saastumine Heitveed - tööstuse heitveed võivad sisaldada raskmetallide ühendeid ja mitmesuguseid mürgiseid orgaanilisi ühendeid. Õlireostus - põhjustab nii tööstus kui ka transport Olmereostuse tulemusena satub vette hulgaliselt orgaanilisi ühendeid, kus hakkavad oksüdeeruma ja võtavad elavate organismidelt hapniku ära. Üleväetamise tagajärjel satuvad üleliigsed väetisekogused veekogudesse ja
puuduvad vastasmõju jõud Termodünaamiline süsteem et kirjeldada gaasides ja teistes makrokehades toimuvaid protsesse kasutatakse füüs. Suurusi, mille hulka kuuluvad ruumala, tihedus, temperatuur jt Soojuslik tasakaal nim sellist olekut, milles kõik termodünaamilised parameetrid püsivad kuitahes kaua muutumatuna Temperatuur iseloomustab keha soojendatavuse astet, keha soojusliku tasakaalu olekut Temperatuuri mõõtmine Hoitakse temperatuuri mõõtvat keha mõõdetava vastas kuni saabub soojuslik tasakaal Celsiuse skaala viga termomeetrite näidud langevad kokku 0C ja 100C juures, kuid ei lange kokku vahepealsetel temperatuuridel. Ruumala sõltuvus temp.-st ei ole päris lineaarne Absoluutne null nim piirtemperatuuri, mille puhul ideaalse gaasi rõhk jääval ruumalal läheneb nullile Abs
3. Mida näitab aine erisoojus? Kui suur soojushulk peab kehale kanduma, et keha massiga 1kg soojeneks 1 kraadi võrra. Tähis c, ühik J* kg C 4. Keha soojendamiseks kuluva ja jahtumisel eralduva soojushulga arvutamine? Korruta aine erisoojus keha massiga ja T vahega. 5. Kuidas muutub soojusvahetuses keha siseenergia? Soojusülekandel suureneb kõigil soojeneavte kehade siseenergia täpselet nii palju, kui palju väheneb jahenevate kehade siseenergia. 6. Mis on soojustasakaal? Soojusliku tasakaalu korral puudub kehade vahel soojusülekanne. 7. Millest sõltub aine olek? T ja rõhust 8.Milline on kristallsiste ainete siseehitus? Osakesed on korrapärased. 9. Kuidas toimub ainete sulamine, tahkumine? Igal ainel on kindel sulamis ja tahkumise T, kui tõst aine T hakkab ta sulama, kui alla lasta siis ta tahkub. 10. Mida näitab sulmamissoojus? Sulamissoojus näitab, kui suur soojushulk kulub 1kg kristalliste aine sulamiseks. Tähis lambda, ühik 1 J kg 11
wikipedia.org/wiki/Isaac_Newton James Prescott Joule James Prescott Joule oli inglise füüsik ja õllepruulija.Joule uuris soojuse käitumist ja avastas seose mehaanilise töö ja soojuse vahel. Seose tulemusena sõnastas energia jäävuse seaduse, millest järeldub, et energia ei teki ega kao, ta võib vaid muunduda ühest liigist teise ning kanduda ühelt kehalt teisele. Uuris peamiselt elektromagnetismi, soojust ja gaaside omadusi. Avastas elektrivoolu soojusliku toime seaduse. Joule'i järgi on nimetatud energiaühik dzaul, mis rahvusvahelise mõõtühikute süsteemi (SI) mõõtühikud. Elas aastast 1818 - 1889 https://en.wikipedia.org/wiki/James_Prescott_Joule Tänan kuulamast!
Elektrolüüdi vesilahustes on laengukandjateks ioonid. 8. Iseloomusta elektrivoolu toimeid (3). Millised neist sõltuvad voolu suunast? a)Soojuslik toime voolu toimel soojenevad nii metallid kui ka elektrolüüdi vesilahused. b)Keemiline toime elektrivool eraldab juhist selle koostisosi ja esineb elektrolüüdi vesilahuses. c)Magnetiline toime tekib nii metallis kui ka elektrolüüdi vesilahuses. (sõltub voolu suunast) 9. Too näiteid elektrivoolu toimete kasutamisest igapäevaelus. Soojusliku toime: elektripliit, radiaator. Vesi keeb elektrilises veesoojendis. Keemiline toime: patarei ja aku töö. Mitmete metallide tootmine, metallesemete pindade katmine Ni ja Cr . Magnetiline toime: teler, elektrimootorid, kõlarid, arvutid. 10. Mis on voolutugevus? Voolutugevuse valem ja ühik. Laengu ühik. Voolu tugevus näitab kui palju vabasid laengukandjaid läbib juhi ristlõiget ajaühikus(sek) vuulotugevus=elektrilaengusuurus/aeg ehk I=q/t 1A=1c/1s 11
ajaühikus kiirgab. Mida suurem on keha pindala, seda rohkem energiat ta kiirgab. Valguse muundumine keha siseenergiaks nimetatakse neeldumiseks. Mida tumedam on pind, seda rohkem energiat keha ajaühikus neelab. 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
· Soojusülekandeks nimetatakse siseenergia levimist ühelt kehalt teisele või ühelt kehaosalt teisele. · Soojusülekanne liigitatakse siseenergia ülekande viisi alusel soojusjuhtivuseks, konvektsiooniks ja soojuskiirguseks. · Soojusülekandes levib siseenergia soojemalt kehalt külmemale kehale seejuures soojema keha siseenergia väheneb ja külmema keha siseenergia suureneb. · Soojusülekanne kestab seni, kuni kehade temperatuurid võrdsustuvad. · Soojusliku tasakaalu korral puudub kehade vahel soojusülekanne. · Soojusjuhtivuseks nimetatakse soojusülekannet, kus energia levib ühelt aineosakeselt teisele, ilma et aine ümber paikneks. · Konvektsiooniks nimetatakse soojusülekannet, kus energia levib vedeliku- või gaasivoolude liikumise tõttu. Kasutatud materjalid: hot.ee/fyysika Tööd asuvad portaalis www.kool.ee
ning süsteemisiseste väljade energia summa. Suletud süsteemi siseenergia on energia jäävuse seaduse kohaselt jääv suurus. Soojusmasin masin kus siseenergia muundub mehaaniliseks energiaks. Selle osadeks on soojendi, jahuti ja töötav keha. Sulamissoojus kristalltahkise soojuslikke omadusi iseloomustav füüsikaline suurus. See võrdub sulamiseks vajaliku soojushulga ja sulanud aine massi suhtega. Temperatuur termodünaamilise süsteemi makroparameeter, millel on soojusliku tasakaalu olekus oleva süsteemi igas osas üks ja sama väärtus. Temperatuuri mõõtmiseks enim kasutatavad temperatuuri skaalad on Celsiuse skaala ja Kelvini skaala. Absoluutne miinustemperatuur on -273,15 °C
Termodünaamika kirjeldab ainete omadusi ilma aine siseehitusse tungimata, kasutades makroparameetreid (ainehulk) on termodünaamika aluseks printsiibid, I printsiip süsteemile juurde antev soojushulk kulub süsteemi siseenergia suurendamiseks ja mehaaniliseks tööks, mida tehakse välisjõudude vastu (paisumine), II printsiip suletud süsteemi soojusliku protsessi tulemusena entriipia kasvab, temp väheneb (soojus ülekanne ei saa iseenesest toimuda külmemalt kehalt soojemale), siseenergia moodustub molekulide kineetilisest ja potensiaalsest energiast (olek, temp), soojusülekanne siseenergia levimine ühelt kehalt teisele, liigid: soojusjuhtivus soojusülekanne, kus energia levib ühelt aineosakeselt teisele molekulivaheliste põrgete tõttu, ilma, et aine ümber paikneks,
Rööp u=u1=u2 , i=i1+i2 Jada u=u1+u2 , i=i1=i2 Teoreetilised küsimused 1. Elektrivälja iseloomustus 2. Takistus, eritakistus 3. Kruvireegel 4. Vasaku käe reegel 5. Parema käe reegel 6. Kapillaarsus 7. Laseri kiire iseloomustus 8. Laserite kasutamine 9. Elektromagnetlainete ( võnkumiste ) skaala 10. Valguse olemus 11. Valguse läbiminek tasaparalleelsest plaadist 12. Valguse murdumine prismas 13. Aatomi ehitus 14. Isotoobid Ülesanded 1. Soojusliku tasakaalu võrrand 2. Vooluga juht magnetväljas 3. Vooluta juht magnetväljas, EMJ 4. Takistuste jada ja paralleelne ühendus, ahelate arvutamine
6. Milles seisneb elektrivoolu keemiline toime?too näiteid selle kasutamisest. Elektrivool eraldab juhist selle koostisosi, nt:auto mootori töötamise ajal laetakse akut 7. Kuidas ühendatakse ampermeeter vooluringi? Jadamisi, kui ampermeetriga pole ühendatud jadamisi teisi elektriseadmeid, ei tohi ampermeetrit vooluallikaga ühendada 8. Teisend 0,0008 A = 0,8 mA 328mA = 0,328 A 9. Millist elektrivoolu toimet kasutad kõige sagedamini?too näide. Soojusliku toimet nt: vesi keeb elektrilises veesoojendis 10. Mida tähendab voolutugevus 3 A? järelikult juhi ristlõiget läbib 1s jooksul elektrilaeng suurusega 3 C 1. Millistel tingimustel tekib elektrivool?elektrivool tekib siis,kui: 1. On olemas vabad laengukandjad,mis saavad hakata liikuma; 2. Vabadele laengukandjatele mõjuvad elektrijõud. 2. Mida iseloommustab voolutugevus? On füüsikaline suurus, mis arvuliselt on võrdne
Ahju kütteelement saab elektrilise toite temperatuuri reguleerimise süsteemi kaudu. Vajalik temperatuur ahjus antakse ette digitaalsena, valides regulaatoril etteandereziimi. Regulaatoriga ühendatud temperatuuriandur on paigaldatud mõõtmaks ahju keraamilise toru temperatuuri. Selle keraamilise toru ümber paikneb elektriline küttekeha, keraamilise toru sisse on aga paigaldatud metallplokk võrdlus- ja kalibreeritava termopaariga. Temperatuuriregulaator töötab pulseerivas reziimis. Ahju soojusliku inertsi tõttu stabiliseerub temperatuur aeglaselt etteantud väärtuse juures. Stabiliseerunud temperatuuride (s.t. voltmeetri näit ei tohi muutuda 30 sekundi jooksul rohkem kui 0,006mV võrra) korral fikseeritakse mõlema voltmeetri näidud. Kalibreerimise lõpptemperatuur ei tohi ületada ahjule lubatavat kõrgeimat töötemperatuuri. Mõõtmise üldine ulatus ja lugemite tihedus tuleb kooskõlastada juhendajaga.
Molekulaarfüüsika kirjeldab ainete omadusi, tuginedes kolmele eeldusele: a) kõik ained koosnevad molekulidest b) molekulid on pidevas kaootilises liikumises c) molekulide vahel on vastastikmõju (tõmbe ja tõukejõud). Aine omadusi kirjeldatakse parameetrite abil. Parameeter on mingi füüsikaline suurus, mis kirjeldab aine olekut või omadusi (nt vedeliku ruumala, molekuli mass). Makroparameetrid on füüsikalised suurused, mida kasutatakse ainekoguse kui terviku soojusliku oleku kirjeldamisel (nt ainekoguse mass, rõhk, ruumala, temperatuur). Suurusi rõhk, ruumala ja temperatuur nim ka oleku- parameetriteks. Olek on ainekoguse seisund, mis on määratud olekuparameetrite konkreetsete väärtuste kogumiga. Kui ühte olekuparameetrit muuta, muutub ka vähemalt üks teine olekuparameeter. Mikroparameetrid on füüsikalised suurused, mida kasutatakse aine üksiku molekuli kirjeldamisel (nt molekuli mass, molekuli
4) Mida tumedam on pind, seda rohkem keha ajaühikus neelab. 13Millest sõltub keha (näiteks ahju, toidu ) soojendamiseks kuluv soojushulk (3)? 1) temperatuuri muudust; 2) keha massist; 3) keha ainest. 14Mida näitab aine erisoojus? Aine erisoojus näitab, kui palju energiat tuleb kehale anda, et tema temperatuur suureneks 1°C võrra, kui keha mass on 1kg. 15.Mida tähendab soojuslik tasakaal? Miks temperatuuri mõõtmisel peab esinema soojusliku tasakaalu olukord? 10 cal = 42 J 84 J = 20 cal 1 kcal = 4,2 kJ 166 kJ = 39,5 kcal 120 kcal = 120 000 J 30 kJ = ... cal
keerukama, protsessi osale. -Termodünaamika II seaduse sõnastusi Termodünaamika II seadus kirjeldab looduslike protsesside toimumise suunda. *Soojus ei saa iseenesest üle minna külmemalt kehalt soojemale *Ümber pöörata saab vaid kõrvalise abiga *Ükski ringprotsessis töötav soojusmasin ei saa kogu soojust töielikult tööks muuta *Suletud süsteem püüab üle minna korrastatult olekult mittekorrastatule *Pika aja peale muutub kõik tolmuks *Suletud süsteemis soojusliku protsessi tulemusena entroopia kasvab./ Entroopia on füüsikaline suurus, mis iseloomustab energia kvaliteeti ehk selle kasutamise võimalust. Kui entroopia on suur, siis on energiat raske kasutada. -Looduskaitse probleemi lahendamine termodünaamika seisukohast lähtudes Selleks tuleks suletud süsteem muuta avatumaks. Peaks vähem kasutama hüvesid. -Termodünaamika III seadus T=0 K on praktiliselt saavutamatu
elektritakistus. Nähtust hakati nimetama ülijuhtivuseks. See on väga kasulik nähtus, sest kui takistus puudub, siis juhtmed ei soojene ja kadusid ei teki. R=R0·(1+·t) R- takistus (), R0- takistus 0 kraadi juures (), - takistuse temperatuuritegur (1/°C), t temperatuuri muutus (°C) 3. Elektrivoolu soojuslik toime ja töö. Joulie'i-Lenzi seadus Selle avastasid teineteisest sõltumatult J. Joulie ja E. Lenz. Soojusliku toime seadust nimetatakse Joulie'i-Lenzi seaduseks. See seadus ütleb, et elektrivoolu toimel juhis eralduv soojushulk on võrdeline voolutugevuse ruudu juhitakistuse ja voolukestusega. Q=I2RT A=Q Q soojushulk (J), I voolutugevus (A), R juhi takistus (), t aeg (s), A töö (J) Kui elektriseadme ülesandeks on anda soojust, siis on seadme pool tehtud töö võrdne eralduva soojushulgaga. I=U/R A=UIt U pinge (V) 4
Molekulide vahel mõjuvad jõud - Tõukejõudude järsu kasvuga saab seletada vedelike ja gaaside raskesti kokkusurutamist. Tõmbejõududega elastsust. Temperatuuri saab käsitleda 2-te moodi: 1) Molekulide soojusliikumine 2) Temperatuur kui kehade soojusvahetust iseloomustav suurus. Kehade süsteemin, mis vahetuvad soojust nim. Termodünaamiliseks süsteemiks. Soojusvahetus - protsess, kus üks keha saab soojust äram teine saab juurde. Soojusliku e. termodünaamilise tasakaalu olekuks nim. Sellist olekut, kus kõik parameetrid püsivad kuitahes kaua muutumatuna. Soojusvahetus termodünaamikas - toimub konvensiooni soojusjuhtuvuse või kiirguse teel. Kõik kehad annavad nii soojust ära kui ka saavad soojust juurde. Ideaalse gaasi olekuvõrrand - seob omavahel gaasiolekut määravaid suurusi eht rõhk,ruumala ja temp. Saab tuletada makrokäsitlusest läbi katsete. Katseliselt uuriti 3 isoprotsessi : 1. Temp. p=C1*1/v
lahendamisel(nt balloonis) 3. Olekuparameetrid – p, V, T, määravad gaasi oleku 4. Ideaalse gaasi mudel – lihtsaim mudel gaasi kirjeldamiseks, milles ei arvestata molekulide mõõtmeid ja vastastikmõju. Molekulid on punktmassid; molekulide põrked anuma seintega on elastsed; molekulide vahel ei ole vastastikmõjusid, puuduvad tõmbe ja tõukejõud 5. Temperatuur makrokäsitluses – suurus, mis iseloomustab keha soojusliku seisundit Temperatuur mikrokäsitluses – iseloomustab molekulide keskmist kineetilist energiat Absoluutne 0kraadi – molekulid ei liigu ning langevad raskusjõu mõjul anuma põhja 6. Termodünaamika – teadusharu, mis uurib soojusnähtusi eeldamata aine molekulaarset ehitust. 7. Soojusvahetus – protsess, kus üks keha annab soojust ja teine keha saab soojust juurde 8. Termodünaamiline süsteem – Kehade süsteem, mis vahetavad soojust 9
kõrgem on keha temperatuur, seda kergem on selle keha siseenergiat tööks muuta. Energial on tendents hajuda. Kvaliteetsem energia on see energia, mis tuleb kõrgematemperatuurilisemast reservuaarist. Entroopia (S) on suurus, mida kasutatakse energia kvaliteedi kirjeldamiseks (mida kõrgem on kvaliteet, seda madalam on entroopia). Mida tasakaalulisem on süsteem, seda suurem on entroopia. Mida ühtlasem on mikrokäsitluses süsteemi osade jaotus, seda suurem on entroopia. 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
meelevaldselt liikuda, kuid ei saa väljuda aine pinnast. Vaba elektron lisaenergia saamisel tuuma mõju piirkonnast lahkunud kõrgvaakumis elektron. Laengukandjad elektronid, prootonid ja ioonid. Elektrivool laengukandjate korrapärane suunatud liikumine. Elektrivool ei ole otseselt vaadeldav, tema olemasolu avaldub mitmesugustes nähtustes soojusliku, keemilise, magnetilise ja mehaanilise toimena. Elektrivoolu suund kokkuleppeline: positiivsete laengukandjate liikumise suund (plussilt miinusele); tegelik: elektronide liikumise suund vaakumis (miinuselt plussile). Alalisvool elektrivool, mille suund ja voolutugevus ajas ei muutu. I Alalisvoolu graafik
kehalt külmale kehale. B) soojusülekandes suureneb soojenevate kehade siseenergia sama palju kui väheneb jahtuvate kehade siseenergia. C) soojusülekanne kestab seni kuni kehatemperatuurid võrdsustuvad. Mida nim soojuslikuks tasakaaluks? Mis puudub soojuliku tasakaalu korral? Soojuslikuks tasakaaluks nim. Seda kui kehade temperatuuris on samad. Soojusliku tasakaalu korral puudub kehade vahel soojusülekanne. Missugused on kaks moodust keha siseenergia suurendamiseks? 1)soojusülekanne.2)Mehaanilise tööga. Millest ja kuidas sõltub kehale ülekandunud soojushulk?1 ) massist, mida suurem on aine mass seda suurem soojushulk kulub.2)temperatuuri muudust, mida suurem on temp muut seda suurem soojushulk kulub.3) ainest....
kuumalt kehalt ümbritsevasse keskkonda erinevate lainepikkuste elektromagnetiliste võnkumiste abil. Kõige vähem kannavad soojust nähtava valguse kiired, seevastu infrapunakiirgus kõige rohkem. Nii ühed kui teised levivad valguse kiirusega ning murduvad ja peegelduvad, kohtudes oma teel mingite pindadega. Soojusülekanne ümbritsevasse keskkonda toimub tavaliselt mitme soojusülekande vormi tulemusena. Seepärast on elektriaparaatide soojusliku talitluse arvutused raskendatud ning iga konkreetse juhu kohta on vaja eraldi arvestada kõigi soojusülekande vormide osakaalu. Elektriaparaatide soojenemine ja jahtumine. Enne elektriaparaadi töösse rakendumist on tema ja ümbritseva keskkonna temperatuurid võrdsed. Pärast töölerakendumist tekkivad kaod, hakkavad aparaati soojendama, kuid soojus ei kandu ümbritsevasse keskkonda temperatuuride võrdsuse tõttu. Tekkiv soojus salvestub
mõõtmeid pole vaja arvestada, molekulide põrked seinadega on absoluutselt elastsed ja mille molekulidevaheline vastastikmõju on tähtsusetult väikeRõhk on arvuliselt võrdne pinnaühikule mõjuva jõugaGaasi rõhk on tingitud gaasimolekulide põrgetest vastu anuma seinuAbsoluutne temperatuur on võrdeline molekulide korrapäratu liikumise keskmise kineetilise energiagaTemperatuur iseloomustab süsteemi soojusliku tasakaalu olekut, tal on ühesugune väärtus soojuslikus tasakaalus oleva süsteemi kõikides osadesIdeaalse gaasi olekuvõrrand: Antud gaasikoguse rõhu ja ruumala korrutis on võrdeline absoluutse temperatuurigaSiseenergia on keha kõikide molekulide korrapäratu liikumise kineetiliste energiate ja nende vastastikmõju potentsiaalsete energiate summaGaas teeb tööd siis, kui muutub tema ruumalaSoojushulk on siseenergia hulk, mille keha saab
Osooni roll atmosfääris, osooniaugud. Kas inimene on põhjustanud osooniaukude tekke? Maapinna kiirgus. Maapinna öine jahtumine. Radiatsiooniline öökülm. Kasvuhooneefekt. Atmosfääri soojuslik mudel -- kasvuhoone. Soojus- ja kiirgusprotsessid klaaskasvuhoones. Soojuslik tasakaal kasvuhoones päeval ja öösel. Kasvuhooneefekt kui atmosfääri soojuslik mudel. Soojuslik tasakaal atmosfääris. Seos atmosfääri koostise ja soojusliku tasakaalu vahel. Inimeste tegevus ja atmosfääri koostise muutumine. Loodushoid. Milliste tegurite ablil sõltub maapinnale jõudvate päikesekiirguste hulk? Osoon, veeaur, pilved ja aerosool. Osooniaukude tekepõhjused ja tagajärg. Osooniaukude tekkeks on vajalik kõigi eelpooltoodud 4 protsessi toimimine: intensiiivse polaarpöörise olemasolu, polaarsete stratosfääripilvede teke ning heterogeensed protsessid nende
Termodünaamikas kasutatakse energia kvaliteedi kirjeldamiseks suurust, mida nimetatakse entroopiaks. Iga iseenesliku protsessi tulemusena suletud süsteemid energia kvaliteet langeb. Entroopia on seda madalam, mida kõrgem on energia kvaliteet. Entroopia iseloomustab samuti süsteemi tasakaalulisust. Mida tasakaalulisem on süsteem, seda suurem on entroopia. Entroopia mõiste abil sõnastatud termodünaamika 2.printsiip on: suletud süsteemis soojusliku protsessi tulemusena entroopia kasvab. Millises olukorras on võimalik entroopia vähenemine? Vastavalt termodünaamika teisele printsiibile suletud süsteemis entroopia ei vähene. Selleks et entroopiat vähendada, tuleb teha tööd. Seega saab entroopia väheneda vaid avatud süsteemides.
3. Millised on kaks moodust keha siseenergia muutmiseks? Soojus ülekandega ja mehhaanilise tööga. 4. Loetle soojusülekande kolm liiki. Soojusjuhtivus, soojuskiirgus ja konvektsioon 5. Millega on määratletud soojusülekande suund? Soojusülekandel antakse energiat alati kõrgema temperatuuriga madalama temperatuuriga kehale. 6. Kui kaua saab soojusülekanne kesta? Soojusülekanne kestab kuni sellest osa võtvate kehade temperatuur on võrdsustunud 7. Sõnasta soojusliku tasakaalu tingimus suletud süsteemis soojusülekande korral. Suletud süsteemis soojusülekande protsessis on soojema keha poolt ära antav soojushulk alati sama suur kui külmema poolt saadav ehk : Q 1+Q2Q3 =0 8. Sõnasta termodünaamika I seadus. Süsteemi siseenergia muutus on võrdne süsteemile antava soojushula Q ja süsteemi poolt välisjõudude ületamiseks tehtava töö A vahega. 9. Millistest füüsikalistest suurustest ja kuidas sõltub gaasi poolt
annaabi.ee 
