Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Soojustehnika küsimuste vastused". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
soojus, term, gaas, erisoojus, ringprotsess, siseenergia, diagrammid, termodünaamilise, soojushulk, termiline, erisoojuse, aurus, termodünaamika, entroopia, diagrammil, const, entalpia, juhtivus, külmutus, soojusjuhtivus, soojuskiirgus, isobaarne, isohoorne, kompressor, konvektsioon, olekuparameetrid, mehaaniline, avaldis, soojuslik, protsessiksTehniline termodünaamika käsitleb ainult mehaanilise töö ja soojuse vastastikuseid seoseid. Termodünaamiline süsteem on kehade kogu, mis võivad olla nii omavahel kui ka väliskeskkonnaga energeetilises vastasmõjus. Väliskeskkond on termodünaamilist süsteemi ümbritsev suure energia mahtuvusega keskkond, mille teatud olekuparameetrid (T, p jne.) 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
3)Suletud süsteemi - puhul puudub aine ja massi vahetus. 4)Avatud süsteem perioodiline aine ja massi vahetus TD süsteemi ja keskkonna vahel. Termodünaamiline keha: keha mille abil või vahendamisel toimub soojuse muundamine mehaaniliseks tööks.(gaas/aurud). Termodünaamilised olekuparameetrid: termodünaamilist keha iseloomustavad suurused, mis määravad ära keha olekud igal ajahetkel. Termodünaamiline tasakaaluolek: olek, mis ajas ei muutu. Mehaaniline tasakaal-rõhkude võrdsus. Termiline tasakaal- temperatuuride võrdsus ja püsivus. Kui mõlemad on tasakaalus- täielik tasakaal. Tasakaalseks termodünaamiliseks protsessiks: protsess, mis kulgeb nii aeglaselt,et igal ajahetkel taastub termodünaamiline tasaakaaluolek. (p-v diagramm). Termodünaamiiseks protsessiks nimetatkse protsessi mille jooksul keha olekuparameetrid muutuvad- jaguneb: tagastatavad protsessid: protsess mis kulgeb läbi ühtede ja samade tasakaalsete olekute nii ühes kui ka teises suunas
3)Suletud süsteemi - puhul puudub aine ja massi vahetus. 4)Avatud süsteem perioodiline aine ja massi vahetus TD süsteemi ja keskkonna vahel. Termodünaamiline keha: keha mille abil või vahendamisel toimub soojuse muundamine mehaaniliseks tööks.(gaas/aurud). Termodünaamilised olekuparameetrid: termodünaamilist keha iseloomustavad suurused, mis määravad ära keha olekud igal ajahetkel. Termodünaamiline tasakaaluolek: olek, mis ajas ei muutu. Mehaaniline tasakaal-rõhkude võrdsus. Termiline tasakaal- temperatuuride võrdsus ja püsivus. Kui mõlemad on tasakaalus- täielik tasakaal. Tasakaalseks termodünaamiliseks protsessiks: protsess, mis kulgeb nii aeglaselt,et igal ajahetkel taastub termodünaamiline tasaakaaluolek. (p-v diagramm). Termodünaamiiseks protsessiks nimetatkse protsessi mille jooksul keha olekuparameetrid muutuvad- jaguneb: tagastatavad protsessid: protsess mis kulgeb läbi ühtede ja samade tasakaalsete olekute nii ühes kui ka teises suunas
Intensiivseteks nim. selliseid töötava keha parameetreid, mis ei sõltu termodün.süsteemis oleva keha massist või osakeste arvust. Intensiivne parameeter on nt. rõhk ja temp. Aditiivseteks e. ekstensiivseteks termodün parameetriteks on parameetrid, mis on proportsionaalsed süsteemis olevate kehade massiga või osakeste arvuga. Nt. maht, energia, entroopia, entalpia. Parameetreid, mille kaudu iseloomustatakse soojuse ja töö vastastikust muundumist, nim. termilisteks olekuparameetriteks. Termodünaamilise keha termilisteks olekuparameetriteks on erimaht (tihedus), rõhk ja temp. Soojuslikeks oleku-parameetriteks on aga suurused, mis iseloomustavad termodünaamilise süst. energeetilist olukorda. Nendeks on: siseenergia u,[J/kg]; entalpia h,[J/kg]; entroopia s,[J/kg]. Sõltumatud olekuparameetrid on: 1.Erimaht(keha massiühiku maht) v=1/, [m3/kg]. 2. Tihedus(on erimahu pöördväärtus) =M/V=1/v, [kg/m3].3. Rõhk (pinnaühikule normaalisihis mõjuv jõud) p [N/m2,Pa]. 4
Entroopia on vastastikustest muundumistest. Termodünaamika hõlmab ekstensiivne suurus. Entroopia kui olekufunktsiooni väärtuse mehaanilisi, soojuslike, elektrilisi, keemilisi, elektromagnetilisi ja määravad kaks meelevaldset olekuparameetrit. Gaasi entroopia muid nähtuseid. Tehnilise termodünaamika põhi ülesanne on väärtus normaaltingimustel loetakse nulliks. teoreetiliste aluste loomine, soojusmootorite, soojusjõu seadmete, soojus transformaatoritele. 4. Isohooriline protsessiks nim. sellist protsessi, kus Termodünaamilise süsteemi all mõistetakse kehade kogu, termodünaamilise süsteemi soojuslikul mõjutamisel selle maht mis võivad olla nii omavahel kui ka väliskeskkonnaga ei muutu. (v=const, dv=0). p1v1=RT1; p2v2=RT2—erimaht=> energeetilises vastumõjus. p1/T1*v=R=p2/T2*v => p1/p2=T1/T2
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.
termodün.kehaks. Termodün.kehaks on veel keha, mille kaudu toimub soojuse muundumine mehaaniliseks tööks või töö muundamine soojuseks. Tdk võivad olla nii tahked, vedelad kui gaasilised kehad. Soojusjõumasinates nagu sisepõlemismootor soojuse muundumisel mehaaniliseks tööks on tdk tavaliselt kütuse põlemisgaasid. Aurujõuseadmetes on enamikul 17.Faasimuutuse diagrammid. Sõltuvalt tingst (rõhk, juhtudel tdk veeaur. temp.) võib aine olla erinevates agregolekutes või 2.Töötava keha olekuparameetrid. Nende all samaaegselt mitmes faasis korraga. Nt. normaalrõhul mõistetakse füüsikalisi makrosuurusi, mis määravad 10.Siseenergia
Termodünaamika I kordamisküsimused 2013 1. Nimetada termodünaamika kolm printsiipi. Esimene printsiip on energia jäävuse seadus, millest järeldub siseenergia U kui olekufunktsiooni olemasolu. Kui ainehulk on jääv, siis siseenergia muutus U=Q-W, kus Q on süsteemi sisestatud soojushulk ja W süsteemi tehtud töö. Teine printsiip määrab iseeneslike protsesside suuna. Klassikalised sõnastused, mille kohaselt soojus ei saa iseenesest minna külmemalt kehalt soojemale ja ei ole võimalik ehitada perioodiliselt töötavat soojusjõumasinat, mille tegevuse ainus tulemus on soojuse muundumine tööks Kolmas printsiip määrab termodünaamilises tasakaalus olevate süsteemide käitumise absoluutse nullpunkti ligidal: tasakaalulises süsteemis on entroopia absoluutse nullpunkti juures süsteemi olekust sõltumatu 2. Mida uurib statistiline , klassikaline ja tehniline termodünaamika
1) Nimetada termodünaamika 3 printsiipi: Termodünaamika esimene printsiip on energia jäävuse seadus, millest järeldub siseenergia U kui olekufunktsiooni olemasolu. Kui ainehulk on jääv, siis siseenergia muutus U=Q- W, kus Q on süsteemi sisestatud soojushulk ja W süsteemi tehtud töö. Termodünaamika teine printsiip määrab iseeneslike protsesside suuna. Klassikalised sõnastused, mille kohaselt soojus ei saa iseenesest minna külmemalt kehalt soojemale ja ei ole võimalik ehitada perioodiliselt töötavat soojusjõumasinat, mille tegevuse ainus tulemus on soojuse muundumine tööks Termodünaamika kolmas printsiip määrab termodünaamilises tasakaalus olevate süsteemide käitumise absoluutse nullpunkti ligidal: tasakaalulises süsteemis on entroopia absoluutse nullpunkti juures süsteemi olekust sõltumatu 2
3. (Nersti soojusteoreem) seadus käsitleb kehade käitumist ja nende omadusi väga madalatel t0C (absoluutsele 0-le ligilähedastele temperatuuridele) Uurimis objektiks termodünaamikas on termodünaamilinesüsteem (kitsamas mõttes termodünaamiline keha).Üheks termodünaamika eripäraks on see, et kõikidele teistele ümbritsevatele kehadele vastandatakse termodünaamiline keha, kussjuures neid ümbritsevaid kehi nimetatakse väliskeskonnaks. Termodünaamika kasutab termodünaamilise süsteemi või keha uurimiseks makroparameetreid, mida saab mõõta vastavate mõõteriistade ja seadmetega. Põhilisteks makroparameetriteks on rõhk, erimaht ja temperatuur. Termodünnamika uurib makroskoopilisi süsteeme (süsteeme, mis koosnevad väga suurest arvust mikroosakestest). 1.2 Põhimõisted termodünaamikast. See termodünaamika osa, mis tegeleb nimelt soojuse ja mehhaanilise töö vastastikuse muundumistega nimetatakse Tehniline Termodünaamika.
H F. H1F F2H (.2-8). , . . , : dq = du + dl ( 2 35) , (2-35) , : l = q1 q2 ( 2 36) (2-36) Ts - , pv- . , ... t = l/ q 1 = 1 q 2 /q 1 (2 37) ... . ... , . , . . ... , q0 , l, : = q0/l (2-38) ... ... : = 1/ t 1 (2-39) . Carnot' ringprotsess. ... . . 2-10. pv . . 2-11. Ts . () -- : , 2- 2- . p,- T,s- .3.1. 1-2 s1=Const. 1 2. 2-3 , q2 . 3-4 s2=Const. 3 4. 4-1 , q1 . (....). t = L / Q , (3.8) t = (Q1 Q2) / Q1 . .... : t = (1 2) / 1 . (3.9) 1- : || " ... || || ". 2- : || " || " .. .... .... : t > t . (3.10) 11. . . . ( ( , )
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.
Soojuspaisumine ja mehaanilised pinged.........7 1.7. Ideaalse gaasi olekuvõrrand......................................................................................................9 II Gaaside kineetiline teooria..............................................................................................................12 2.1. Gaaside kineetilise teooria põhialused....................................................................................12 2.2. Temperatuur ja siseenergia......................................................................................................13 2.3. Siseenergia ja soojusmahtuvus...............................................................................................15 2.4. Adiabaatiline ja polütroopne protsess ....................................................................................16 2.5. Ideaalse gaasi töö erinevates protsessides........................................................................
(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.
ja tahketes kehades niisama hästi kui gaasides. Helilainete edasikandumiseks peab olema mingi keskkond, seega vaakumis heli levida ei saa. Helitaset mõõdetakse detsibellides(dB). Laine on võnkumiste ruumis levimine, mida põhjustab võnkeallika võnkumine. Kui võnkeallikas võngub harmooniliselt, siis on ka tekkiv laine harmooniline. Laine põhitunnuseks on energia edasikandmine. 26,* Gaaside kineetilise energia põhivõrrand P=2/3 E*n 27*, Ideaalse gaasi olekuvõrrand. Ideaalne gaas on selline gaas, mille osakesed on punktmassid ning mille vahel vastastikmõju puudub. Ideaalgaasi võrrand seob omavahel gaasi olekuparameetreid. pV=nRT, kus p-gaasi rõhk(Pa), V-gaasi ruumala (m3), n-gaasi moolide arv (mol), 3 kT 2
R – универсальная газовая постоянная R= 8, 314 J/ (mol∙K) = 8314 J/ (kmol∙K) Разность молярных теплоемкостей при постоянном давлении и постоянном объеме для любого идеального газа равна универсальной (молярной) газовой постоянной R. 8. Millega ja miks on määratud termodünaamilise keha (ideaalse gaasi) entalpia? Чем и почему определяется энтальпия термодинамического тела (идеального газа)? Энтальпией термодинамического тела наывается сумма внутренней энергии (u) и энергии давления (pv). h = u+ pv ( 2 -73) Дифференцируя выражение (2-73), получаем
· 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)
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
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.
9. Bernoulli võrrand – Statsionaarsel voolamisel ideaalses vedelikus tihedusega ρ(roo) on staatiline rõhk p, vedelikusamba kaalust tingitud hüdrostaatilise rõhu ρgh ja dünaamilise rõhu ρv2/2 summa jääv suurus. p+ ρgh+ ρv2/2 = const. Üleminekut laminaarselt voolamiselt turbolentsele iseloomustab Reinholdsi arv. Rek=1000 Toricelli seadus määrab anumast ava kaudu väljavoolava vee kiiruse v2= 2gh1 10. Termodünaamika I printsiip. Süsteemile antud soojushulk läheb siseenergia juurdekasvuks ning töö tegemiseks süsteemi välisjõudude vastu Q=U2-U1+A (Q-soojushulk, U-siseenergia, A-töö välisjõudude vastu). Soojushulga (Q) ühikuks on (J). 11. Isotermiline protsess – protsess kus const. temp. on antud gaasihulga ruumala pöörvõrdeline rõhuga. pV=const e p1/p2=V1/V2 p- rõhk v-ruumala Isobaariline protsess – protsess, kus temp tõusmisel 10C võrra suureneb gaasi ruumala 1/273 võrra selle gaasi ruumalalt
KOOLIFÜÜSIKA: SOOJUS 2 (kaugõppele) 5. TERMODÜNAAMIKA ALUSED 5.1 Termodünaamika I seadus Termodünaamika I seadus annab seose kehale antava soojushulga, keha siseenergia ja paisumistöö vahel Q = U + A , kus Q on juurdeantav soojushulk, U siseenergia muut ja A paisumistöö. Juhul kui keha saab väljastpoolt mingi soojushulga, on Q positiivne ( Q > 0), juhul kui keha annab ära mingi soojushulga, on Q negatiivne ( Q < 0). Juhul kui keha teeb paisumisel (kasulikku) tööd, on A positiivne ( A > 0), juhul kui aga keha kokkusurumiseks tehakse (välist) tööd, on A negatiivne ( A < 0). Keha siseenergia on molekulide soojusliikumise summaarne kineetiline energia ja molekulide vastastikmõju potentsiaalse energia summa, ideaalse gaasi korral aga
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
tingitud hüdrostaatilise rõhu (gh) ja dünaamilise rõhu (v2/2) summajääv suurus. Turbulentne voolamine .Re>-1000. Sisehõõrdeteguri e viskoossuse ühikuks on (pa s) (paskalsekund). Üleminukut laminaarslet voolamiselt turbulentsele voolamisele iseloomustab Reinholdsi arv.kriitiline Reinholdsi arv Rek=1000.Toricelli seadus määrab anumast ava kaudu väljavoolava vee kiiruse.v2= 2gh1 24.Termodünaamika 1.printsiip Süsteemile antud soojushulk läheb süsteemi siseenergia juurdekasvuks ning töö tegemiseks süsteemi välisjõudude vastu Q=U2-U1+A (Q-soojushulk, U-siseenergia, A-töö välisjõudude vastu). Soojushulga (Q) ühiluks on (J). 25.Isotermiline protsess - isot nim protsessi siis ,kui gaasi temp ei muutu . pV=const e p1/p2=V1/V2 p-rõhk v-ruumala 26.Isobaariline pr kui gaasi olek muutub konstantsel rõhul (p=const) e V 1/V2=T1/T2 v- ruumala T-temperatuur Temperatuuri tõusmisel 10C võrra suureneb iga gaasi ruumala 1/273
Kui suure soojushulga saab ruum ühe tunni jooksul? 3. Auto hakkab sõitma ning läbib esimese 100 m jääva kiirendusega a1, järgmise 100 m aga kiirendusega a2. Seejuures esimese 100 m teelõigu lõpul on kiirus 10 m/s ning teise lõpul 15 m/s. Kummal teeosal on kiirendus suurem. 4. Viit kilogrammi õhku sisaldav anum liigub kiirusega 100 m/s. Kui palju tõuseb õhu temperatuur anumas, kui see äkki seisma jääb? Soojuse kadu seinte kaudu lugeda võrdseks nulliga. Õhu erisoojus 1000 J/kg K. 5. Millise temperatuuriga puutükki saame veel sõrmedega katsuda, kui sõrme temperatuur on 32 °C, maksimum kontakttemperatuur 45 °C ning puu kontaktkoefitsient on 290 J/ K m2 ning inimnahal 1120 J/ K m2 ? 6. Kui kõrgele maapinnast võiksime tõsta koormuse, mille mass on 100 kg, energia arvel, 10
w rev - w 0 1. Selgitage järgmisi keemilise termodünaamika kuumemalt kehale külmemale. Kui gaas paisub mahust põhimõisted:termodünaamiline süsteem, vaakumisse siis x suureneb , q paisub, saabub tasakaal. tasakaal,temperatuur. 5. Töö, soojuse ja siseenergia arvutamine ideaalgaasile , kokkusurumisel: Kuidas on defineeritud absoluutne temperatuuriskaala? isotermilise, isokoorilise ja isobaarilise protsessi korral. Termodünaamiline süsteem süsteem eeldab et ta oleks V2 V1 piiritletud
Ideaalse gaas, olekuvõrrand, olekufunktsioonid p, T, V, U (siseenergia). kineetilise teooria alused rõhu, temperatuuri ja siseenergia avaldised osakeste liikumisolekute kaudu. 1) Ideaalne gaas on reaalse gaasi lihtsaim mudel, kus lihtsuse mõttes oletatakse, et : Molekulidel on lõpmata väikeste elastsete kerakeste omadused. Molekulide liikumine on kulgliikumine. Ideaalne gaas on lõpmatult kokkusurutav. Molekulide vastasmõju seisneb ainult nende omavahelistes elastsetes põrgetes . Ideaalset gaasi pole võimalik veeldada . Reaalsed gaasid käituvad ideaalsetena suurtel hõrendustel.; Ideaalne gaas on kõige lihtsam termodünaamiline süsteem. Gaas, mis koosneb täielikult elastsetest punktmassidest (millel pole sisemist struktuuri). 2) Siseenergia on: makrokäsitluses keha või süsteemi energia, mis on määratud selle keha
siseenergia(keha kin ja pot energia vms). Ideaalse gaasi korral on ; A= pdV (dA=pdV) u 2 RT Termodünaamika I seadus sätestab, et keha siseenergia saab muutuda tänu soojushulgale, mis saadakse väliskeskkonnast ning tööle, mida süsteem teeb välisjõudude vastu. Termodünaamika I seadus valemi kujul: ∆u=Q+A, kus Q-soojushulk (J), ∆u-süsteemi siseenergia muut(on võrdne soojusefektiga konstantsel ruumalal) (J), A-töö (J) Kõige lihtsam töö vorm on mehaaniline töö. Näiteks gaas teeb paisumisel tööd dA = pdV, kus p on gaasi rõhk ning dV on ruumala muut. Võimalikud on ka muud töö vormid (nt
kirjeldamisel. Nendeks on suurused, mida on võimalik hõlpsasti mõõta, näiteks ainekoguse mass, rõhk, ruumala, temperatuur . Suurusi rõhk, ruumala ja temperatuur nimetatakse ka olekuparameetriteks. Olek ei tähenda siin mitte agregaatolekut, vaid ainekoguse seisundit, mis on määratud olekuparameetrite p, V ja T konkreetsete 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
väiksem on vr. vk=v =0 vf(v)dv=8kT/m. vrk=v2 = =0 v2f(v)dv=3kT/m. §65. Baromeetriline valem. Atm.rõhk mingil kõrgusel h on tingitud kõrgemal asuvate gaasikihtide kaalust. Tähistame rõhu kõrgusel h tähega p. Siis rõhk kõrgusel h+dh on p+dp, kusjuures dh pos.-ele väärtusele vastab dp neg. väärtus, sest kõrgemal asuvate atmkihti-de kaal ning järelikult ka rõhk vähenevad kõrgusega. Rõhkude p ja p+dp vahe on võrdne ühikulise põhjapindalaga silindris kõrgusega dh sisalduva gaas kaaluga: p-(p+dp)=gdh, kus on gaasi tihedus kõrgusel h. Siit dp=-gdh. Kui temp. on konst., annab võrrandi dp/p=-µg/RT*dh integreerimine lnp=-µgh/RT+lnC. kus C on konst. Eeldusel, et temp. kõrgusega ei muutu, avaldub rõhu sõltuvus kõrgusest valemiga p=p 0e-µgh/RT. Seda seost nim. baromeetriliseks valemiks ja sellest on näha, et õhk langeb kõrgusega seda kiiremini mida raskem on gaas ning mida madalam on temp
p1V1 pV 2 2 const pp,V,gaasi rõhk, V gaasi ruumala, T gaasi temperatuur T on gaasi olekuparameetrid T1 T2 Temperatuur T t 273K T absoluutne temperatuur (1K), t Celsiuse skaala temperatuur (1C) Soojushulk on siseenergia hulk, mis kandub soojusvahetuse teel ühelt kehalt teisele. Q cmt c aine erisoojus, t temperatuuri muut Q qm q kütteväärtus (J/kg) Termodünaa-mika I Süsteemile ülekandunud soojushulga arvel suureneb süsteemi siseenergia ja süsteem teeb mehaanilist tööd. printsiip
Termodünaamika 1. printsiip: termodünaamilisele süsteemile juurdeantav soojushulk läheb süsteemisiseenergia suurendamiseks ja süsteemi poolt välisjõudude vastu tehtavaks tööks. Q=DU+A, kus Q-soojushulk; DU-siseenergia muut; A- gaasi töö (J). A=-pV; U=Q+A', kus A'=V [A=N(W)t] Soojushulga arvutamise valem: (1)Q=cmT(T2-T1), kus Q- soojushulk(J); c-aine eritegur (J/kgK); m-mass(kg); T-tº muut (aine erisoojus näitab, mis kulub ühe kilogrammi selle aine tº tõstmiseks ühe K võrra) (2)Q=m, kus - aine sulamissoojus(J/kg)(3) Q=Lm, kus L- aine aurustumissoojus (näitab hulka, mis kulub ühe selle aine kg aurustamiseks) Termodünaamika 2.printsiip: Kui süsteem läheb ühest olekust teise, siis tema entroopia kasvab. dS=dQ/T , kus dS- entroopia muut; dQ-soojushulk; T-absoluutne tº Gaaside isohooriline erisoojuse valem: Cv=iR/2M, kus Cv- isohooriline erisoojus (J/kgK); R-8.31; molaar ja vabadus
sama sagedusega ja samas faasis, siis summarne liikumine toimub mööda sirget. b) kui võnked on sama sagedusega, kuid faasis nihutatud, siis toimub liikumine mööda ellipsit. c) kui sagedused on erinevad, siis täisarvkordsete sageduste suhete puhul kirjeldavad liitvõnkeid nn Lissajous` kujundid. 4.Isotermiline protsess- isot nim protsessi siis ,kui gaasi temp ei muutu . pV=const e p 1/p2=V1/V2 p-rõhk v- ruumala 5.Ideaalse gaasi oleku võrrand- on gaas ,mille molekulide vahel vastastikuse mõjutuse jõud puuduvad. Clayperoni võrrand e ideaalse gaasi oleku võrrand : pV=m/·RT (R-univ gaasi konst 8,31·103J/kmol·K) m- mass V-ruumala T-Temperatuur(K) -gaasimoolimass p-rõhk. 4variant 1.Mitteühtlaselt muutuv sirgliikumine- See on niisugune liikumine, kus kiirendus ka muutub. s, l v a t t t
m µ= , kus m on gaasi mass ning M ühe mooli mass M Gaasi universaalkonstant R on ühe mooli gaasi paisumise töö selle soojendamisel 1 K võrra jääval rõhul. Kui see jagada Avogadro arvuga, saadakse töö, mida samas protsessis teeb keskmiselt üksainus molekul. Seda jagatist nimetatakse Boltzmanni konstandiks: R k= (valemite lehele) NA Molekulide kontsentratsioon: N n= - N on molekulide arv, V ruumala. (valemite lehele) V Ideaalne gaas ideaalne gaas ja selle olekuvõrrand, ideaalse gaasi mudeli rakendatavus reaalsete gaaside korral Ideaalne gaas on gaasi mudel, mis rahuldab alati selle olekuvõrrandit. Ideaalse gaasi olekuvõrrand: p V = µ R T Reaalsed gaasid alluvad ideaalse gaasi mudelile, kui temperatuur on kõrge või tihedus väike. Molekulaarkineetilise teooria põhivõrrand(ideaalne gaas) Gaasi rõhk on võrdne molekulide keskmise kineetilise energiaga ja nende arvuga ruumalaühikus.
annaabi.ee 
