8. Soojusjuhtivus, soojuskiirgus, soojusülekanne, konvektsioon. 9.Mis on temperatuur? 10. Küsimuste lehelt ,,miks" küsimused. 1. Klassikalise mehhaanika põhiülesandeks on leida keha asukoht ruumis igal ajahetkel. 2. Mehhaanilises maailmapildis- keha tasandil, vastastikmõju, pöörduvad protsessid. Soojuslikuks maailma pildis- molekuli tasandil, välismõjutused süsteemi reageerimine, pöördumatud protsessid, iseeneslikud protsessid. 3.Termodünaamika uurib soojusnähtusi, soojusvoogude liikumist ja energia üleminekuid ühest vormist teise. 4.1) Kõik ained koosnevad molekulidest. Nt. asju saab peenestada purustada, katki teha. 2)Molekulid on pidevas liikumises. Nt. Lõhnade liikumine. 3)Molekulide vahel on tõmbe- tõuke jõud. Nt. aine elastsus. 5.E. Tarricelli, B.Pascal, Celcius, Reamur, Fahrenheit. 6.1) Süsteemile antud soojushulga arvel suureneb keha siseenergia ja süsteem teeb tööd. Nt. igasugused mootorid, katlad, mehhanismid
alljärgnevaid seoseid. 103. Kuidas leitakse töö isobaarilisel protsessil? Kasutage lähtepunktina alljärgnevaid seoseid. 104. Mis on adiabaatilise protsessi tunnus? Võrrand. 105. Mis on ringprotsess? Joonistage p-V teljestikus otsetsükkel ja pööratud tsükkel. Milline on tehtud töö nendes tsüklites? 106. Kuidas leitakse soojusprotsessi kasutegur? Missugune on pööratav ja missugune on mittepööratav protsess? 107. Joonistage soojusmasina ja külmutusmasina skeem koos soojusvoogude tähistega ja temperatuuridega. 108. Tooge vähemalt kolm termodünaamika II seaduse formuleeringut. 109. Missugune on Carnot' tsükkel? Skeem p-V teljestikus koos protsesside nimetamisega, soojushulkadega ja temperatuuridega. 110. Missugune on Carnot' tsükkel? Skeem p-V teljestikus koos protsesside nimetamisega, soojushulkadega ja temperatuuridega ja kasuteguri valemiga. Mille poolest on Carnot tsükkel tähelepanuväärne? *vaata eelmist küsimust. 111
Termodünaamika 2. seadus Termodünaamika uurib soojusnähtusi, soojusvoogude liikumist ja energia üleminekuid ühest vormist teise. Termodünaamika seadusi ei saa tõestada, nad on inimkonna kogemuste üldistused. Termodünaamika teisel seadusel on palju omavahel ühtivaid sõnastusi. Kõik nad aga käsitlevad looduslike protsesside mittepööratuvust. Protsesside mittepööratuvust tõestavad ka kõigi loogilisemad näited. On ju teada, et õun kukkub puult maha, mitte vastupidi ning kui avada õhupalli kinnisidumiseks kasutatud nöör, jookseb õhupall tühjaks
nõgu), mis on ülejäänud ookeanitasandikest oluliselt sügavam ja kus asuvad maailmamere sügavaimad kohad ookeani keskahelik ehk -mäestik- seismiliselt vulkaaniliselt aktiivne mäeahelik maailma ookeanide keskosas kurdmäestik- paksenenud maakoorega piirkond, mis on tekkinud laamade kokkupõrkest tingitud pingete tõttu; selle ulatuses on kivimid tugevalt deformeerunud ja moondunud kuum täpp- vahevöö tõusvate soojusvoogude kohal paiknev vulkaaniliselt aktiivne ala konvektsioon- vahevööös asetleidvad konvektsioonivoolud Maavärinad liigitatakse tekke alusel neljaks: tektoonilised, vulkaanilised, tehnogeensed ja langetusvärinad maavärinate tekke põhjused: 1. laamade liikumise käigus laamade põrkumine, tavapärasest kiirem laamade liikumine 2. vulkaanilistes piirkondades- aurude ja gaaside plahvatused vulkaanide pursete puhul 3. põhjavete toimel tekkinud õõnte sisselangemised 4
Võrrand. See on protsess, mis toimub ilma soojusvahetuseta süsteemi ja väliskeskkonna vahel. pV=RT 105. Mis on ringprotsess? Joonistage p-V teljestikus otsetsükkel ja pööratud tsükkel. Milline on tehtud töö nendes tsüklites? Töö on esimeses protsessis positiivne, teises negatiivne. 106. Kuidas leitakse soojusprotsessi kasutegur? Missugune on pööratav ja missugune on mittepööratav protsess? 107. Joonistage soojusmasina ja külmutusmasina skeem koos soojusvoogude tähistega ja temperatuuridega. 108. Tooge vähemalt kolm termodünaamika II seaduse formuleeringut. 109.-110. Missugune on Carnot' tsükkel? Skeem p-V teljestikus koos protsesside nimetamisega, soojushulkadega ja temperatuuridega ja kasuteguri valemiga. Mille poolest on Carnot tsükkel tähelepanuväärne? 111. Mis on termodünaamiline temperatuuriskaala? Lähtudes kasuteguri valemitest, näidake, et temperatuure saab võrrelda soojushulkade kaudu. Miks see on tähtis?
8 KOKKUVÕTE Termodünaamikat ei huvita aine mikroskoopiliste osiste (aatomid, molekulid) liikumise seaduspärasused. Viimastega tegeleb statistiline mehaanika, mis annab termodünaamika empiirilistele seadustele teoreetilise põhjenduse. Termodünaamika on füüsikaharu, mille uurimisobjektiks on soojus kui energiaülekandevorm ning selle seos töö ja siseenergiaga. Termodünaamikal on kolm seadust, mis uurivad soojusnähtusi, soojusvoogude liikumist ja energia üleminekuid ühest vormist teise. 9
liikumiskiirus võib olla kuni 700 km/h Vulkaanide levikualad: - Laamade serva-alad - Laamade põrkealad - Vaikse ookeani “tulerõngas” (subdutsioonivöönid) - Nt. KRAKATAU, Kljutš, Fudji, Cotopax - Vahemerevöö - Nt. Vesuuv, Etna - Laamade lahknemisalad - Nt Hekla, Laki, Teide - Maakera “kuumades” täppides, “kuum täpp” on vahevöö tõusvate soojusvoogude kohal paiknev vulkaaniliselt aktiivne ala - Paiknevad laamade piirist sõltumatult - Maakoor on õhuke - Ookeanide vulkaanid - Nt. Hawaii vulkaanid, Maona Loa - Murrangute vöönd Aafrikas (mandrilift) - Nt. Kilimanjaro, Keenia Vulkaanide liigid: - Kilpvulkaan - Eelkõige ookeanide vulkaanid - Tekivad räni- ja gaasidevaesest väikese viskoossusega hästi liikuvast basaltsest magmast
Ühelt poolt on ribid värvitud mustaks, teiselt poolt valgeks, mis võimaldab soojusel sisse imbuda või tagasi peegelduda. Aknal on väljas- ja seespool avad, mille abil soe õhk pääseb tuppa või toast välja. • Maja lõunapoolsele välisseinale on võimalik lisada klaasist paneel, et tekiks Trombe’i sein – must või tume sein, mis on asetatud maja välisseinast paar sentimeetrit eemale, nii et moodustub ohuvahe. Õhk ringleb loomulikul teel soojusvoogude põhimõttel. Nii tuulutusavadega aknaid kui Trombe’i seina on ideaalne ara kasutada külmadel päikesepaistelistel talvepäevadel. Veel soovitusi päikesekiirguse kasutamiseks kodus: • Sobivad aknakatted aitavad hoida head sisekliimat. Sel moel välditakse suvel vajadust kasutada õhukonditsioneeri ja aidatakse talvel hoida soojust. Tähtis on paigaldada aknakatted nii, et need suunaksid päikesekiirguse ruumidesse ainult soovitud aastaajal.
Aktiivseteks Uinunud või suikuvad Kustunud Vulkaanide asukohad: I. Laamade servaalad 1. Vaikse ooekani „tulerõngas“ Nt. „Krakatau“, Cotopax, Kljntši, Fudji 2. Vahemerevöö Nt. Vesuuv, Etna 3. Laamade lahknemisaladel Nt. Hekla, Laki II. Maakera „kuumades täppides“ Kuum täpp- vahevöö tõusvate soojusvoogude kohal paikneb vulkaaniliselt aktiivne ala. Paiknevad laamade piirist sõltumatult Levik: 1. Ookeanide põhjas. Maakoor on õhuke. Nt. Hawaii saared- Mauna Loa, Mauna Kea 2. Mandririftil (Aafrika murrangutevöö) nt. Kilimanjaro Vulkaanide liigitus I. Kilpvulkaanid 1. Kõik ookeanide vulkaanid 2
Missugune on pööratav ja missugune on mittepööratav protsess? Pööratav protsess see on protsess kus ümbritsevas keskkonnas ei toimu muutusi. See on nn. tasakaaluline protsess. Mittepööratav on mittetasakaaluline protsess. Reaalsed protsessid on mittepööratavad. Protsessi pööratavus on see ideaal, mille poole püüeldakse soojusmasinate valmistamisel. See on kasuteguri suurendamise teaduslik alus. 107. Joonistage soojusmasina ja külmutusmasina skeem koos soojusvoogude tähistega ja temperatuuridega. 108. Tooge vähemalt kolm termodünaamika II seaduse formuleeringut. Soojendi ja jahuti on eeldused soojusmasina tööks. Peab veel olema töötav keha. See on mõnesugune hulk gaasi. Teist järku igavene soojusmasin pole võimalik. See tähendab, et pole võimalik muundada 100% kogu soojus tööks. Soojus ei saa iseenesest minna madalama temperatuuriga kehalt kõrgema temperatuuriga kehale. Selleks on vaja teha tööd.
Pööratav protsess – see on protsess kus ümbritsevas keskkonnas ei toimu muutusi. See on nn. tasakaaluline protsess. Mittepööratav on mittetasakaaluline protsess. Reaalsed protsessid on mittepööratavad. Protsessi pööratavus on see ideaal, mille poole püüeldakse soojusmasinate valmistamisel. See on kasuteguri suurendamise teaduslik alus. 102) Joonistage soojusmasina ja külmutusmasina skeem koos soojusvoogude tähistega ja temperatuuridega. 103) Tooge vähemalt kolm termodünaamika II seaduse formuleeringut. Soojendi ja jahuti on eeldused soojusmasina tööks. Peab veel olema töötav keha. See on mõnesugune hulk gaasi. Teist järku igavene soojusmasin pole võimalik. See tähendab, et pole võimalik muundada 100% kogu soojus tööks. Soojus ei saa iseenesest minna madalama temperatuuriga kehalt
Milline on tehtud töö nendes tsüklites? Töö on esimeses protsessis positiivne, teises negatiivne. 54. Kuidas leitakse soojusprotsessi kasutegur? Missugune on pööratav ja missugune on mittepööratav protsess? 55. Joonistage soojusmasina ja külmutusmasina skeem koos soojusvoogude tähistega ja temperatuuridega. 56. Tooge vähemalt kolm termodünaamika II seaduse formuleeringut. 1. Isoleeritud süsteemis kulgevad kõik protsessid entroopia kasvu suunas. 2. Ei ole võimalik niisugune protsess, mille ainsaks tulemuseks on soojuse ülekandumine külmemalt kehalt kuumemale. 3. Kogu soojust ei ole võimalik täielikult muundada tööks. 57. Missugune on Carnot’ tsükkel
Võrrand. See on protsess, mis toimub ilma soojusvahetuseta süsteemi ja väliskeskkonna vahel. pV=RT 53. Mis on ringprotsess? Joonistage p-V teljestikus otsetsükkel ja pööratud tsükkel. Milline on tehtud töö nendes tsüklites? Töö on esimeses protsessis positiivne, teises negatiivne. 54. Kuidas leitakse soojusprotsessi kasutegur? Missugune on pööratav ja missugune on mittepööratav protsess? 55. Joonistage soojusmasina ja külmutusmasina skeem koos soojusvoogude tähistega ja temperatuuridega. 56. Tooge vähemalt kolm termodünaamika II seaduse formuleeringut. 57 - 58. Missugune on Carnot' tsükkel? Skeem p-V teljestikus koos protsesside nimetamisega, soojushulkadega ja temperatuuridega ja kasuteguri valemiga. Mille poolest on Carnot tsükkel tähelepanuväärne? 59. Mis on entroopia? Valem. Milline on entroopia statistiline tõlgendus? Valem. Mis on termodünaamiline tõenäosus?
aeglane protsess, mis saab kulgeda mõlemas suunas süsteemi olekuparameetrite (nt ruumala, temperatuur jne) lõpmata väikese varieerimise toimel. Mittepööratava protsessi korral pole olekute vastupidises järjekorras läbimine võimalik. Kõik reaalsed protsessid on rangelt võttes mittepööratavad, kuid sageli kulgevad nad nii aeglases tempos, et neid võib esimeses lähenduses pidada pööratavaiks. 107. Joonistage soojusmasina ja külmutusmasina skeem koos soojusvoogude tähistega ja temperatuuridega. Külmutusmasina skeem: Soojust võetakse tänu töötava keha poolt läbiviidud tööle külmemalt kehalt ning antakse edas i soojemale kehale 108. Tooge vähemalt kolm termodünaamika II seaduse formuleeringut. 1. Isoleeritud süsteemis kulgevad kõik protsessid entroopia kasvu suunas. 2. Soojus ei saa iseenesest üle minna külmalt kehalt kuumemale, st ei ole võimalik niisugune protsess,
Termodünaamika I seadus on siis: Tehtud töö tehakse väljastpoolt antud soojuse arvel. See osa soojusest, mis läheb töö tegemiseks, on gaasile antud soojuse ja gaasilt võetud soojuse vahe. Seega tsükli kasutegur on: Pööratav protsess on protsess, kus ümbritsevas keskkonnas ei toimu muutusi. See on nn tasakaaluline protsess. Mittepöö- ratav protsess on mittetasakaaluline protsess. 107. Joonistage soojusmasina ja külmutusmasina skeem koos soojusvoogude tähistega ja temperatuuridega. Külmutusmasin Soojusmasin Töötav keha Töötav keha 108. Tooge vähemalt kolm termodünaamika II seaduse formuleeringut. 1. Isoleeritud süsteemis kulgevad kõik protsessid entroopia kasvu suunas. 2. Ei ole võimalik niisugune protsess, mille ainsaks tulemuseks on soojuse ülekandumine külmemalt kehalt kuumemale. 3
Miks see on tähtis? Pööratav protsess see on protses, kus ümbritsevas keskkonnas ei toimu muutusi. See on nn tasakaaluline protsess. Mittepööratav on mittetasakaaluline protsess. 107. Joonistage soojusmasina ja külmutusmasina skeem koos soojusvoogude tähistega ja Kahe keha temperatuuride võrdlemiseks tuleb sooritada Carnot pööratav tsükkel, kus üks keha on soojendi ja temperatuuridega. teine jahuti. Temperatuuride suhe on võrdne soojushulkade suhtega ja ei sõltu ehitusest.
Rtot ; upper Aa Ab An , (m2K)/W ... Rtot ; a Rtot ; b Rtot ; n Aa, …, An piirde üksikute sektsioonide osapindalad (osakaalud); Rtot;a,…,Rtot.n piirde üksikute sektsioonide soojustakistused. Kogusoojustakistuse alumine piirväärtus Rtot;lower, (m2K)/W, arvutatakse piirdetarindi pinnaga paralleelselt olevate kihtide ühemõõtmeliste soojusvoogude summana: Rtot;lower= Rsi + R1 + R2 +…+ Rn + Rse, (m2K)/W Rsi piirde sisepinna soojustakistus, (m2K)/W; R1, Rx, Rn iga kihi soojustakistus, mis arvutatakse vastavalt valemile 4.1. (soojuslikult homogeenne kiht) või valemile Error: Reference source not found (soojuslikult mittehomogeenne kiht), (m2K)/W; Rse piirde välispinna soojustakistus, (m2K)/W. Ax Rx