Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Soojusmasina töötamise tingimused". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
soojusmasin, soojusenergia, paisuv, gaas, silindris, silinder, jahutaja.................................12 KOKKUVÕTE .............................................................................................................13 KASUTATUD KIRJANDUS........................................................................................13 2 Sissejuhatus Soojusmasinad on masinad, mille ülesandeks on muuta soojusenergia mehaaniliseks tööks. Tänapäeval võib neid kohata kõikjal meie ümber ning igas eluvaldkonnas: tööstuses, põllumajanduses ja transpordis. Nad teevad inimeste eest ära palju tööd ja nad hoiavad kokku meie aega. Samuti teevad soojusmasinad ära palju rohkem tööd kui ükski inimene seda suudaks. Energiat saadakse põhiliselt kivisöe, nafta ja gaasi põletamisel. Umbes 90% maailma energiatoodangust saadakse sellel teel.
...........8 Kokkuvõtteks..........................................................................................9 Lisad...................................................................................................10 Kasutatud kirjandus..............................................................................................11 2 Sissejuhatus Soojusmasinad on masinad, mille ülesandeks on muuta soojusenergia mehaaniliseks tööks. Tänapäeval võib neid kohata kõikjal meie umber ning igas eluvaldkonnas: tööstuses, põllumajanduses ja transpordis. Nad teevad inimeste eest ära palju tööd ja nad hoiavad kokku meie aega. Samuti teevad soojusmasinad ära palju rohkem tööd, kui ükski inimene seda suudaks. Energiat saadakse põhiliselt kivisöe, nafta ja gaasi põletamisel. Umbes 90% maailma energiatoodangust saadakse sellel teel.
soojusmasin esialgses olekus, et alustada uut tsüklit. Soojusmasinad teevad inimeste eest ära palju tööd ja nad hoiavad kokku meie aega. Samuti teevad soojusmasinad ära palju rohkem tööd kui ükski inimene seda suudaks. Energiat saadakse põhiliselt kivisöe, nafta ja gaasi põletamisel. Umbes 90% maailma energiatoodangust saadakse sellel teel. Kütuse siseenergia muutmine mehaaniliseks energiaks on tänapäeval üks masinate põhilisi ülesandeid. Kuidas soojusmasin töötab: Soojusmasinas olev aine (vesi, õhk jne) saab soojust kõrgema temperatuuriga reservuaarist, teeb kasulikku tööd ning annab tagasi algolekusse minnes soojust välja. Lühidalt öeldes on soojusmasin seade, mis muudab soojusenergia mehaaniliseks tööks. Masina tööks vajalikku soojust võib saada kütuste põletamisel, päikese- või tuumaenergiast, vulkaanilistes piirkondades kasutatakse ka Maa-sisest (geotermaalset) soojust. Mehaaniline töö tehakse
A=p·V p-rõhk-1Pa V-ruumala muut- 1 m³ Mida suurem on rõhk ja ruumala muut, seda suurem on töö. Sisepõlemismootor Soojusmasin on seade, mis muudab siseenergiat mehaaniliseks energiaks. Põhiosad: soojendi-süsteemile sisenergiat andev keha. Jahuti- süsteemilt siseenergiat saav keha töötav keha- keha, mis muudab sisenergiat mehaaniliseks energiaks. 4-taktilise sisepõlemismootori töötsükkel *Kolb liigub gaasi rõhu mõjul silindris alla. *Avatakse väljalaskeklapp. *Gaasid pääsevad välja, kolb asub alumises äärmises punktis. *Kolb liigub üles ja surub atmosfäärirõhul gaasid silindrist välja(väljalasketakt) *Suletakse väljalaskeklapp ja avatakse sisselaskeklapp *Kolb liigub taas alla. Toimub kütuse sisseimemine atrõhust veidi madalamal rõhul(sisselasketakt) *Suletakse sisselaskeklapp. Kolb on alumises äärmises asendis. *Kolb liigub üles.Toimub küttesegu kokkusurumine. *Küttesegu süütamine
1. Mis on soojusmasin? Too 2 näidet konkreetsete masinate kohta. Selgita, kus soojushulk tekib ja milleks kasutatakse. Soojusmasin on masin, mis muundab soojusenergia mehaaniliseks tööks. Soojusmasin koosneb soojendist (süsteemile siseenergiat andev keha), jahutist (süsteemilt siseenergiat saav keha) ja töökehast (siseenergiat mehaaniliseks energiaks muutev keha) a) Aurumasin soojushulk tekib veeanumas/küttekatlas, mille tulemusena vesi muutus auruks. Kasutati varem aurulaevadel, aururongidel, soekaevandustes. b) Neljataktiline sisepõlemismootor silindris toimub küttesegu põlemine ja soojusenergia muundamine
Soojusmasin, sisepõlemismootor, auruturbiin ja külmik Soojusmasin Soojusmasin muundab soojushulga mehaaniliseks tööks. esimeseks soojusmasinaks aurumasin kasutati kaevandustest vee väljapumpamiseks ja õhutamiseks (17. saj) hiljem kasutati ka jõumasinana transpordis, auruvedurites ja aurulaevades Tööpõhimõte Koosneb alati kolmest põhiosast: soojendi, töötav keha ja jahuti Töötavale kehale, milleks on tavaliselt gaas, antakse soojendist soojushulk Q1. Gaas teeb paisudes mehaanilist tööd A. Pideva töö tegemiseks peab töötava keha olek taastuma teatava aja jooksul, milleks tuleb soojendist saadud soojushulgast anda osaQ2 jahutile. Jahu- tiks on ümbritsev keskkond. Tsükkli lõpuks on gaas jälle tavaolekus ja siseenergia muut 0 Termodünaamika esimese seaduse kohaselt on mehaaniline töö gaasi paisumisel A = Q1 Q2
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. Mehaanilise töö tegemisel ∆U= –A (Q=0) (A – mehaaniline töö) Välisjõudude töö tegemisel – A<0 U>0 Süsteemisisesed jõudude töö tegemisel – A>0 ∆U<0 2. Ideaalne gaas: a
Q=U+A, kus Q-süsteemile antud soojushulk U-süsteemi sisenergia muut A-süsteemi töö välisjõudude vastu (paisumistöö) Selle valemi põhjal on kerge näha: kui süsteem väljaspoolt energiat ei saa, siis võib ta tööd teha ainult siseenergia arvel. Kui siseenergia ammendub, siis edasi tööd teha pole võimalik. 3. Töö termodünaamikas Kõige lihtsam termodünaamiline süsteem on mingis kinnises anumas olev gaas. Lihtsuse mõttes oletame, et selliseks anumaks on silinder, mille üheks põhjaks on liikuv kolb. Kui silindris olevat gaasi kuumutada isobaariliselt (rõhk ei muutu), siis gaas surub kolbi paremale, nii et gaasi ruumala suureneb. Saab näidata, et jääval rõhul on gaasi paisumistöö järgmine A=pV A-gaasi paisumistöö (J) p-gaasi rõhk (p=const)(Pa) V-gaasi ruumala muut (m3) 4. Soojusmasin Soojusmasinaks nimetatakse masinat, milles toimub kütuse siseenergia muundamine
...................................15 2.5. Igiliikur on oma ajastu nägu.........................................................................16 3 .Kasutatud kirjandus........................................................................................17 2 1. Soojusmasinad ja nende kasutamine 1.1. Soojusmasinad Soojusmasinad on masinad, mille ülesandeks on muuta soojusenergia mehaaniliseks tööks. Tänapäeval võib neid kohata kõikjal meie ümber ning igas eluvaldkonnas: tööstuses, põllumajanduses ja transpordis. Nad teevad inimeste eest ära palju tööd ja nad hoiavad kokku meie aega. Samuti teevad soojusmasinad ära palju rohkem tööd kui ükski inimene seda suudaks. Energiat saadakse põhiliselt kivisöe, nafta ja gaasi põletamisel. Umbes 90% maailma energiatoodangust saadakse sellel teel.
molekulide vastastikmõju potentsiaalse energia summa, ideaalse gaasi korral aga summaarne kineetiline energia. Soojushulk on energia, mis antakse kehale soojendamisel, või võetakse kehalt jahutamisel. Soojushulk arvutatakse valemist Q = c m T , kus c on aine erisoojus, m keha mass ja T temperatuuri muut. Isobaarsel protsessil tehtud töö A = p V , kus p on rõhk ja V ruumala muut. 1 Näidisülesanne 1. Gaas sai soojushulga 100 J ja tegi tööd 140 J. Kuidas ja kui palju muutus tema siseenergia? Lahendus. Teeme lihtsa joonise, mis Antud: näitab, et gaas saab mingi Q = 100 J soojushulga ja teeb paisumisel A = 140 J mingi hulga tööd. U = ? Antud ülesandes lähtume termodünaamika I seadusest, mille kohaselt keha poolt saadud või äraantud soojushulk avaldub keha siseenergia muudu ja
Soojusmasin seade, mis muudab siseenergia mehaaniliseks energiaks, kasutades gaasi paisumise tööd, põhiosad: soojendi (süsteemile siseenergiat andev keha, põlev küttesegu), töötav keha (gaas), jahuti (süsteemilt siseenergiat saav keha, väliskeskkond), soojusmasinates muundatakse soojust tööks tsüklilises protsessis, töö keha sooritab ringprotsessi, kogu soojust ei saa kunagi tööks muundada, ideaalne soojusmasin seade, mis töötab ideaalse soojusmasina tsüklil, kasutegur näitab kui suure osa soojusest soojusmasin mehaaniliseks tööks muundab. Termodünaamika protsessid: pööratavad, mittepööratavad (reaalsed, kuna toimub soojusülekanne), soojusülekanne toimub kõrgema temp kehalt madalama temp kehale. Entroopia makroskoopiline suurus, mida kasutatakse termotermodünaamikas teise printsiibi kvantitatiivsel esitamisel, kus suletud süsteemis entroopia kasvab, kvaliteet kütus
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 Kui keha pannakse liikuma talle rakendatud jõu mõjul, siis tehakse meh. tööd A=Fs cosa Tööd võib teha mistahes keha, näiteks gaas mis mõjudes jõuga kolvile paneb selle silindris liikuma A=Fs=pSs=p..V (gaasi töö isobaarilise protsessi valem)' TDI süsteemile ülekandunud soojushulga arvel suureneb selle siseenergia ja süsteem teeb mehaanilist tööd Q=..U+A TDI süsteemi siseenergia muut selle üleminekul ühest olekust teise võrdub välisjõudude töö ja süsteemile antud soojushulga summaga ..U=A1+Q SOOJUSMASIN
ära sinna, kus neid on vähem (kontsentratsiooni vähenemise suunas). 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
Soojusmasin Soojusmasinad on masinad, mille ülesandeks on muuta soojusenergia mehaaniliseks tööks. Soojusmasinas olev aine (vesi, õhk jne) saab soojust kõrgema temperatuuriga reservuaarist, teeb kasulikku tööd ning annab tagasi algolekusse minnes soojust välja. Tänapäeval võib neid kohata kõikjal meie ümber ning igas eluvaldkonnas: tööstuses, põllumajanduses ja transpordis. Pärast töö sooritamist viiakse töökeha esialgsesse olekusse ja alustatakse kogu protsessi uuesti. Töökeha sooritab protsesside tsükli ehk ringprotsessi.
Leida T=? Lahendus: pv=mRT/M; T=t+273; V= RT/p; =m/M II RÜHM 1. Kiirendus näitab v muutu ajaühikus, tähis a 2. Raskusjõud jõud, millega keha maa poole tõmbub 3. Kineetiline energia. Tähis Ek. Liikuva keha energia 4. Impulsimoment punktmassi pöörlemishulk, tähis ... 5. MKT põhiväited seletab gaaside omadusi, tegeleb molekulide liikumisega. Gaas koosneb molekulidest, molekulid on kaootilises liikumises, molekulide vahel on vastastikmõju. 6. Isoprotsessid neist mõni on const; nt p=const, T=const, V=const. 7. Võimsuse ühik W, tuletatud ühik N=A/t=1/s=W 8. Newtoni I seadus kui liikuvat keha miski ei mõjuta, siis jätkab ta liikumist ühtlaselt. 9. Gaasid MKT põhjal molekulid ebakorrrapäraselt, vastastikmõju nende vahel, molekulid on punktmassid, kaootiline liikumine. V RÜHM 1
) ei muutu, kui süsteem mõjutab teda soojuslikul, mehaanilisel või mõnel muul viisil. Termodünaamilise süsteemi üks lihtne näide on gaas balloonis. Süsteemi ja ümbruskeskkonna vaheline piir on ballooni sisepind, ümbruskeskkonna moodustab aga balloon ise koos seda ümbritseva õhuga. Termodünaamiline süsteem võib olla homogeenne või heterogeenne. Homogeenses süsteemis on aine füüsikalis-keemilised omadused kõigis punktides ühesugused. Sellise süsteemi näiteid on gaas, vesi ja jää. Heterogeenseks nimetatakse süsteemi, mille üksikosade füüsikalis-keemilised omadused on erisugused. Seejuures on süsteemi osad üksteisest eraldatud lahutuspinnaga. Heterogeenne süsteem on näiteks vesi ja jää, aur ja vesi, aur ja jää. Termodünaamiline süsteem võib olla kas materiaalselt suletud või materiaalselt avatud. Süsteem on materiaalselt suletud, kui puudub aine juurdevool süsteemi või äravool sellest, sest siis ei
3. Primaarenergia ja sekundaarenergia. Energia liigid. Taastuvad ja mittetaastuvad energiavarud. Primaarenergia kõik kütused sisaldavad varjatud kujul keemilist energiat see ongi primaarenergia,mis vabaneb põletamisel kateldes soojuse kujul Sekundaarenergia - see milleks primaarenergia muudetakse(soojus, elektrienergia jne) Energia liigid: 1) Mehaaniline energia (pot. Energia, kin. Energia, helienergia) 2) Soojusenergia 3) Keemiline energia 4) Elektromagneetiline energia (magnetvälja, kiirguse ja elektrivälja energia) 5) Tuumaenergia 6) Gravitatsioonienergia Taastuvad energiavarud: päikese, puit, hüdro, tõusude mõõnade, biomassi Taastumatud energiavarud: fossiilsed kütused 5. Põhimõisted termodünaamikas Termodünaamilise süsteemi all mõistetakse kehade kogu, mis võivad olla nii omavahel kui
3. Primaarenergia ja sekundaarenergia. Energia liigid. Taastuvad ja mittetaastuvad energiavarud. Primaarenergia kõik kütused sisaldavad varjatud kujul keemilist energiat see ongi primaarenergia,mis vabaneb põletamisel kateldes soojuse kujul Sekundaarenergia - see milleks primaarenergia muudetakse(soojus, elektrienergia jne) Energia liigid: 1) Mehaaniline energia (pot. Energia, kin. Energia, helienergia) 2) Soojusenergia 3) Keemiline energia 4) Elektromagneetiline energia (magnetvälja, kiirguse ja elektrivälja energia) 5) Tuumaenergia 6) Gravitatsioonienergia Taastuvad energiavarud: päikese, puit, hüdro, tõusude mõõnade, biomassi Taastumatud energiavarud: fossiilsed kütused 5. Põhimõisted termodünaamikas Termodünaamilise süsteemi all mõistetakse kehade kogu, mis võivad olla nii omavahel kui
arvuga N: mo=m/N=m/NA=M/NA Molekul koosneb kindlast arvust üksteisega seotud keemiliste elementide aatomitest. Kõige väiksem osake, mis kannab selle aine omadusi. Pindpinevus vee pinda võib vaadelda elastse kilena (vedeliku pinnamolekulidel on suurem pot energia). Kapillaarsus pinnaenergia arvelt tõuseb märgav vedelik torus üles. Difusioon erinevate ainete segunemine soojusliikumise tagajärjel 2. Ideaalne gaas, P, T põhivõrrand Id. gaas s.o. reaalse gaasi lihtsaim mudel. Selle mudeli aluseks on järgmised eeldused: 1) molekulide endi ruumala on anuma ruumalaga võrreldes kaduvväike (Id.gaasi on võimalik kokku suruda nii, et V=0); 2) molekulide vahel ei mõju tõmbejõude; 3) molekulide omavahelisel põrkumisel ja põrkumisel vastu anuma seina mõjuvad neile tõukejõud. 4) arvestatakse ainult kineetilist energiat, potentsiaalsest ei saa rääkida.
Soojus ja töö. Energia ülekanne töö vormis- on seotud kehade ümberpaiknemisega ruumis või süsteemiväliste parameetrite muutusega. 2.Energia otsest üleminekut ühelt kehalt teisele ilma väliste parameetrite muutusteta (kõrgema temp. kehalt madalama temp. kehale), sellist ülekande vormi nim. soojuseks. Soojusvahetus, levi- soojusevormis ülekantud energiat nim. soojushulgaks. Tähistatakse Q- [J]. q=Q/M [J/kg]. Ideaalne gaas. Selle all mõistetakse gaasi, mis koosneb elastsetest molekulidest, mille vahel puuduvad jõud. Ideaalse gaasi molekulide endi maht on tühiselt väike, mis võimaldab neid vaadelda materiaalsete punktidena. Gaasi molekulid on pidevas liikumises. Sellist aineosakeste liikumist nimetatakse soojuslikuks liikumiseks. Ideaalses gaasis liigub sirgjooneliselt seni kuni ta põrkub kokku naabermolekuli või gaasi piirava pinnaga. Põrked põhjustavad rõhu, mis ajaühikus jaguneb üle
kuumutamine liikuva kolbiga anumas [V1/T1/V2T2] Isokoorne – protsess, kus muutumatuks jääb ruumala[V=const], näide: kinnises anumas toimuvad protsessid [p1/T1 = p2/T2] Isotermiline – protsess, kus muutumatuks jääb temperatuur[T=const] [p1V1 = p2V2] 11. Termodünaamika I seadus – Termodünaamilisele süsteemile juurdeantav soojushulk läheb süsteemi siseenergia suurendamiseks ja süsteemi poolt 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)
(füüsiliselt või infrapunakiirgusena) 5. Absoluutne temperatuuri skaala. Kuidas see saadi? Temperatuur, mida loetakse absoluutsest nullpunktist. Tähis K (kelvin), T= t kraadi+ 273 6. Absoluutne nulltemperatuur. 0 kraadi = 273,15 K 7. Teisendamised Celsiusest Kelvinisse ja vastupidi 100 kraadi = 373,15 kelvinit 8. Ideaalse gaasi mõiste Ideaalse gaasi puhul ei arvestata molekulide mõõtmeid ja nendevahelist vastastikmõju. Selle tingimuse ligikaudseks täitmiseks peaks gaas olema piisavalt hõre ja mitte liiga madalal temperatuuril. Ideaalseks gaasiks võib näiteks lugeda kuiva õhku tavalisel temperatuuril ja rõhul. 9. Nõuded ideaalsele gaasile 10.Ideaalse gaasi olekuparameetrid 11.Ideaalse gaasi olekuvõrrand 12.Ideaalse gaasi olekuvõrrandite muutus kindla gaasikoguse juures 13.Ideaalse gaasi isoprotsessid 14.Isoprotsesside äratundmine graafiku ja/või võrrandi alusel Isoprotsessi käigus ei muutu keha üks olekuparameetritest.
jäljendit 19 Voolulevimise võimalusi gaasides: -huumlahendus - realiseerub hõrendatud gaasides (reaktsioonides) -kaarlahendus - tekib normaalrõhul (õhus = 100kPa = 1 atmosfäär (at)) -sädelahendus - õhk muutub väga tugevas elektriväljas lõhiajaliselt elektrit juhtivaks -koroonalahendus - õhk hakkab elektrit juhtima piiratud ruumiosas 20 Plasma - tugevasti ioniseeritud gaas, sisaldab palju laetud osakesi, aga suvaline kogus on tervikuna neutraalne 21 Pooljuht - tavatingimuses halb elektrijuht, kuid temp tõuseb, siis mõned valentsed elektronid vabanevad, jättes tühja koha ehk augu P-pooljuhid on legeeritud lisandaine aatomid, millel on väliskihil vähem elektrone kui põhiaine aatomitel. N-pooljuhid on legeeritud lisandaine aatomid, kus väliskihil on rohkem elektrone kui
mehaaniline ja soojuslik koosmõju. Termodünaamilise süsteemi ja väliskeskkonna koosmõju toimub süsteemi väliskeskkonnast eraldatavate pindade vahendusel. Olgu termodünaamiliseks süsteemiks liikuva kolviga silindrisse paigutatud gaasiline keha. Vaadeldaval juhul võib väliskeskkond mõjutada termodünaamilist süsteemi ainult siis, kui silindris paikneva gaasi rõhk erineb väliskeskkonna rõhust. Selle tagajärjel silindris paikneva gaasi maht kas suureneb või väheneb. Viimane väljendub kolvi asendi muutuses. Termodünaamilise süsteemi ja väliskeskkonna vastastikune mõju toimub kolvi kaudu. Termodünaamilise süsteemi ja väliskeskkonna vastastikuse soojusliku mõju all mõistetakse soojuse ülekandmist termodünaamiliselt süsteemilt väliskeskkonnale või vastupidi. See on võimalik ainult siis kui termodünaamilise süsteemi temperatuur erineb väliskeskkonna temperatuurist.
küll väga suurt rõhku,mis võib aga masina konstruktsioonile isegi ohtlikuks osutuda.Pealegi on soojushulga kiire üleandmine vedelikule või tahkele ainele raskendatud.Kui gaasis saavutatakse see erinevate gaaside reageerimise teel(bensiiniaurude põlemine õhu juuresolekul),sis vedelike ja tahkete ainete korral pole võimalik sarnast protsessi rakendada.Nii jääbki praktikas ainsaks võimaluseks kasutada töötava kehana mingit gaasikogust.Soojusmasina tööpõhimõte:Nt silinder kus on ideaalne gaas ja milles saab kolb vabalt liikuda.Gaasi hakatakse soojendama isotermselt,andes talle soojushulga Q1,mille arvelt gaas paisub,tehes tööd A1.Kui soojendamine lõpetatakse,sis gaas paisub siseenergia arvelt edasi,mille tulemusena temp.väheneb.Peale seda hakatakse gaasi kokku suruma isotermselt,selleks jahutatakse gaasi ja juhitakse ära soojushulk. Q2.Jahutamine lõpetatakse,kuid gaasi surutakse veel edasi,kuni temp.tõuseb esialgse väärtuseni ja kolb jõuab oma
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.
lahendada.Reaalselt on järjepidevalt võimalik soojust tööks muundada vaid tsüklilisel protsessil. Adiabaatiline protsess Adiabaatiliseks nimetatakse protsessi, mille vältel süsteem ei ole väliskeskkonnaga soojusvahetuses. Gaasi adiabaatilisel kokkusurumisel gaasi siseenergia kasvab. Q = 0 => U = A Carnot tsükkel Sadi Nicolas Léonard Carnot 1796 1832 Soojusmasina tööpõhimõte Soojusmasin muundab Soojendi T1 siseenergia mehaaniliseks energiaks Q1 Töötav keha A = Q1 Q2 Et soojusmasin töötaks, Q2 peab sojendi temperatuur olema kõrgem kui jahutil Jahuti T2 T1 > T2 Soojusmasina kasutegur Q1 Q2 = * 100 % Q1 T1 T2 max = T1 Perpetuum mobile ?
Tõeliseks erisoojuseks- nim. madalama temp. kehale), sellist ülekande vormi nim. erisoojust, mida keha omab c=dq/dt = limq/t. soojuseks. Soojusvahetus, levi- soojusevormis 13.Termodünaamilise keha entalpia. Entalpia h on ülekantud energiat nim. soojushulgaks. Tähistatakse Q- siseen u ja rõhuenergia pv summa: h=u+pv [J/kg]. [J]. q=Q/M [J/kg]. Arvuliselt on võrdne tööga, mis on vaja, et viia gaas 20.Vee aurustumine. Vee aurustumise all mõistetakse 4. Ideaalne gaas . Selle all mõistetakse gaasi, mis mahuga v vaakumist ruumi rõhuga p. Entalpia antakse sellist TD pr, kus küllastustempl olev vesi muudetakse koosneb elastsetest molekulidest, mille vahel puuduvad keha 1kg kohta. Entalpia on ekstensiivne suurus. isobaarilises kuumutamisprotsessis kuivaks küllastunud jõud
mc 2 E kin m0 c 2 2 v 1 c2 Kineetiline energia , m0c2 on seisuenergia (keha koostisosade vastastikuse seose ja sisemise liikumise energia). 27.Ideaalse gaasi olekuvõrrand. Ideaalne gaas on selline gaas, mille osakesed on punktmassid ning mille vahel vastastikmõju puudu. Ideaalgaasi võrrand seob omavahel gaasi olekuparameetreid. pV=nRT, kus p-gaasi rõhk(Pa), V-gaasi ruumala (m3), n-gaasi moolide arv (mol), R-universaalne gaasikonstant 8,314 J/K*mol, T-gaasi temperatuur (K) 3 kT 2 kulgliikumise energia 28.Isoprotsessid. Isoprotsessiks nim oleku muutumist, milles mingi olekut iseloomustav parameeter jääb konstantseks.
Loodus püüab üle minna vähem tõenäolistelt olekutelt tõenäolisematele. (Suletud süsteemis soojusliku protsessi tulemusena entroopia kasvab.) Millest sõltub gaasi töö isobaarilisel protsessil? Valem A=p*V Juurdeantav soojushulk Q jaguneb paisumise töö A=p*V ja siseenergia muudu U vahel. Mis on soojusmasinad? Too näiteid Soojusmasin on masin, mis muudab soojust mehaaniliseks tööks. Nt: Watti aurumasin, gaasiturbiin Millised sõlmed on vajalikud, et soojusmasin töötaks? Nende osade ülesanded Soojendi kus toimub kütuse põlemine ja keha annab siseenergiat või soojushulga Q1 Jahutist mis saab süsteemilt siseenergiat e. Millele saab ära anda soojushulga Q2 , mis eraldub kokkusurumisel Töökehast mis muudab siseenergia mehaaniliseks energiaks, selleks on aur või gaas, mis paisumisel teeb tööd ja paneb kolvi liikuma. Soojusmasina kasutegur, valemid Soojusmasina
Mehaaniline võimsus on suurus mis võrdub töö ja selleks kuluva ajavahemiku suhtega. Mehaaniline võimsus: N= (N- mehaaniline võimsus, A- töö ja Δt- ajavahemik) Elektrivoolu võimsus on füüsikaline suurus, mis võrdub elektrivoolu tööga ajaühikus. Elektrivoolu võimsus: P= Võimsuse ühik SI süsteemis on W (vatt) 20.Energia (ka liigid) Energia E on keha või jõu võime teha tööd. Kineetiline energia, potensiaalne energia, soojusenergia, tuumaenergia, elektrodünaamiline energia, elektrostaatiline energia, keemilise sädeme energia ja hüdrauliline energia. 21.Kineetiline energia. Põõrlemise kineetiline energia Kineetiline energia on tingitud keha liikumisest (teiste kehade suhtes). Keha kineetiline energia avaldub massi ja kiiruse kaudu kujul Ek = Fikseeritud telje ümber põõrleva keha kineetiline energia avaldub Ek = (I- inertsimoment nimetatud telje suhtes ning ω- nurkkiirus) 22
Soojuspumpprotsess. Kasutatakse kas kütte ja sooja veega Otto ringprotsess: varustamisel või konditsioneerides, T2To ja T1>To. Seal, kus Kolbmootorite ringprotsess, kus põlemine toimub jääval kütteperiood on lühiajaline. 3. Kombineeritud ruumalal. Kasut. kergeid vedelkütuseid (bensiin, petrool, gaas). protsess(Külmutus-soojuspumpprotsessid). Kütuse ja õhu segu süüdatakse silindris Aurukomp külmutusseadme põhimõtte skeem ja süüteküünlaga(sädemega). ringprotsess TS diagrammil 12 termodün keha isoentroopia komprimeerimine l2=12AB Aurukompressor külmutusseadme ringprotsess: TD kehaks on 23 soojuse protsessi juurdejuhtimine (kütuse isohoorne külmutusagens, sellel ainel on kõrge küllastusrõhk. Freoonil
Pa ehk N / m2 kgf/cm2 mmHg Pa 1 10 -5 0,0075 kgf/cm2 10 (98067) 5 1 735,6 mmHg 133,3 1,36× 10 - 3 1 4. Ideaalse gaasi olekuvõrrandid Ideaalne gaas on kujutletav gaas, milles täielikult puudub molekulide vastastikune mõju. Tugevasti hõrendatud reaalsed gaasid (näiteks õhk nornaaltingimustel) on omadustelt lähedased ideaalsele gaasile. Olekuvõrrand annab seose gaaside rõhu, temperatuuri ja ruumala vahel Tihti vaadeldakse protsesse, mille puhul üks olekuparameeter jääb konstantseks (ei muutu). Rõhu jäävuse puhul nimetatakse protsessi isobaarseks. Temperatuuri jäävuse puhul nimetatakse protsessi isotermiliseks
annaabi.ee 
