mehhaaniliseks energiaks. Aja möödudes mõistsid teadlased, et need samad termodünaamika seadused on rakendatavad kõikjal, alates töötavatest diiselmootoritest kuni bioloogiliste protsessideni elusorganismides. Klassikaline tasakaaluline termodünaamika tegeleb ainult (1) makroskoopiliste ainehulkadega (sest temperatuur ja muud termodünaamilised suurused on defineeritavad vaid suure arvu vabadusastmetega süsteemide jaoks) ja (2) ainult tasakaaluliste olekutega (ehk aeglaste protsessidega, mida võib vaadelda kui tasakaaluliste olekute jada). Termodünaamikas on kesksel kohal soojusnähtused ja nendega seonduvad mõisted (soojushulk, temperatuur, entroopia,soojusmahtuvus jne). Füüsikalist keha või kehade kogumit, mis on piiritletud reaalse või kujuteldava piirpinnaga, nimetatakse termodünaamiliseks süsteemiks ja selle süsteemi oleku muutumist termodünaamiliseks protsessiks
· Taimetoitluse kohta mitmel põhjusel: eksisteerib palju vastandlikke · see piirab vajalike aminohapetega arvamusi, samas enamik keha varustamist, arstidest ja toitumisteadlastest· see ei ole kooskõlas ökoloogilise kinnitavad, et hoolika valiku arusaamaga, mille kohaselt teiste korral on taimetoidust organismide söömine on võimalik omastada kõik tasakaaluliste ökosüsteemide kehale vajaliku. alaline osa. · See juhib kõrvale asjaolust, et ka taimed on elus. Taimetoitlaste vastuväiteid kriitikale · Igal elu etapil läbimõeldult planeeritud taimetoidu dieet on tervislik, toitainete poolest piisav, ja annab teatavaid tervislike eeliseid ennetamaks teatud haigusi. · Suuremahulised uuringud on näidanud, et suremus südamehaigustesse
· , kus n on gaasi kontsentratsioon. · 9. Tasakaaluline termodünaamiline protsess. · Sellist protsessi, mis toimub nii aeglaselt, et süsteemi kõigis osades jõuavad parameetrid igal ajamomendil võrdsustuda, nim. tasakaaluliseks protsessiks. · Termodünaamika on füüsikaharu, mille uurimisobjektiks on soojus kui energiaülekandevorm ning selle seos töö ja siseenergiaga. · Klassikaline tasakaaluline termodünaamika tegeleb ainult makroskoopiliste ainehulkadega ja ainult tasakaaluliste olekutega ehk aeglaste protsessidega, mida võib vaadelda kui tasakaaluliste olekute jada. · 10. Siseenergia, töö ja soojus. · Siseenergia on termodünaamilise süsteemi sisemiste, mikroskoopiliste vabadusastmetega seotud energia. Selle sisse kuuluvad: · molekulide soojusliikumise kineetiline energia; · molekulide vastasmõju potentsiaalne energia; · tuumaenergia. · Ideaalse gaasi siseenergia: , kus on moolide arv
Perliit- ferriidi ja tsementiidi meh. Segu. Teralisel on head mehaanilised omadused. 727"C juures Austerniit- Temp. 1147"C väike plastsus ja tugevus. Tsementiit- C=6,67%, sulab 1600"C juures on väga kõva (800HB) Grafiit- vaba süsinik, pehme (3HB), väike tugevus. Terase struktuur toatemperatuuril. Sulam on tasakaaluolekus siis,kui kõik faasimuutused temas on toimunud täielikult faasidiagrammi kohaselt. Selline olek saavutatakse ainult väga aeglasel jahtumisel .Rauasüsinikusulamite tasakaaluliste struktuuride leidmise lauseks on Fe-Fe3C faasidiagramm .Faasidiagrammi komponetideks on puhas raud(Fe)ja raudkarbiid(Fe3C)ehk tsementiit. Kooskõlas faasidiagrammiga koosneb terase struktuur normaaltemperatuuril ferriidist ja tsementiidist ,kusjuures tsementiidi kogus terase struktuuris kasvab võrdeliselt terase C-sisaldusega.C- sisaldusest ja Fe-Fe3C faasidiagrammist lähtudes liigitatakse terased: -alaeutektoidseiks, C<0,8% ,struktuur F+P ; - eutektoidseiks, C=0,8%,struktuur P;
välistingimuste korral süsteem võib viibida lõpmatult kaua (süsteemi kõigil parameetritel on kindlad väärtused). Termodünaamilised põhiparameetrid on makroskoopilised suurused (makroparameetrid) • Rõhk p, ruumala V, temperatuur T •Termodünaamiline protsess Tasakaaluline protsess on protsess (suhteliselt aeglaste välismõjutuste puhul), millesaab vaadelda kui üksikute tasakaaluliste seisundite jada •Süsteemi siseenergia ja selle muut § Sisenergia on süsteemi osakeste liikumise ja vastasmõju summaarne energia: •Siseenergiat saab muuta kahel viisil: •1) Kehale rakendatud töö A arvel •Gaasi kokkusurumine, keha hõõrdumine jne •2) Kehale väljaspoolt antud soojushulga Q (soojuse / •energia ülekandumise) tõttu •Soojenemine, jahtumine jne.
1)energeetiline tasakaal- täpselt nii palju, kui tähe pinnalt energiat kosmosesse kiirgub, peab seda tähe sisemuses ka vabanema; 2)mehaaniline ehk hüdrostaatiline tasakaal- kiirguse ja gaasi rõhk tähe sees peab tasakaalustama tähe väliskihtide kaalu. Kui mingil põhjusel energia väljavool tähest väheneb, läheb täht tasakaalust välja ja väliskihid hakkavad tähte kokku suruma. Rõhu suurenedes aga tõuseb temperatuur, ning tugevnev kiirgusrõhk paisutab tähe taas tasakaaluliste mõõtmeteni. Kui tähe sisemuses vabaneb liiga palju energiat, paisuvad tähe väliskihid, kiirgav pind suureneb ja täht jahtub. 10 Meiegi talitame sama moodi: kui on külm tõmbume kägarasse; kui on kuum, teeme hõlmad lahti. Eelöeldus peitub lahendus probleemile tähe energiaallikatest. Lisaks sellele on HR- diagramm võimas relv tähe evolutsiooni uurimiseks
kirjeldamisele. Liikide omavahelised seosed ja sõltuvused muutusid aktuaalseks hiljem, kui selgus, et liigid esinevad omavahel seotud terviklikes süsteemides ehk kooslustes. Järjest enam kerkis klassikalise looduskaitse kõrval päevakorrale keskkonnakaitse, kuna sai selgeks, et haruldaste liikide kaitse lahus nende tervikliku elukeskkonna kaitsest ei anna oodatud tulemusi. Tänapäeva looduskaitses on olulisel kohal biosfääri kaitse, nii liikide tasakaaluliste koosluste kui üksikute liikide kaitse. Looduslikud ökosüsteemid on välja kujunenud pikaajalise konkurentsitiheda arengu tulemusena. Arengurida lihtsakoeliselt pioneerkoosluselt keeruka tasakaalulise kliimakskoosluseni nimetatakse suktsessiooniks. Suktsessiooni lõpptulemuseks on antud oludele kõige enam kohastunud stabiilne kooslus. Kliima ja muude välistingimuste muutudes toimuvad muutused ka selles stabiilses koosluses. Liigid, millistele
väliskiht on täidetud ei saagi ta moodustada tugevaid sidemeid. Kui üks Ar aatom satub teise lähedusse, siis tema elektronpilv kaldub kõrvaloleva aatomi positiivse tuuma poole. Sellest tulenebki side. 6.Sõltuvus kuubilise raku külje ja aatomraadiuse vahel RTK elementaarrakus? Sõltuvus avaldub kujul: a sqrt(3)=4r kus r aatomraadius ja a-ühikraku külje pikkus. 7.Kuidas sõltub tasakaalsete vakantside kontsentratsioon temperatuurist? Tasakaaluliste vakantside konsentratsioon suureneb aine temperatuuri vähenedes. 8.Kirjeldage difusiooni vakantsmehhanismi? Vakantsmehhanismi puhul difundeeruv aatom vahetab oma koha vakantsiga selles kehas(?) 9.Millest sõltub metalli elektritakistus? Takistusele avalduvad mõju elektronide hajumise mehhanismid (lisanddefektid, foononid ja deformatsioon) ja muidugi ka vabade elektronide arv. 10.Millised optilised nähtused esinevad mittemteallides?
on dipoolne ja väga nõrk, kuna argooni väliskiht on täidetud ei saagi ta moodustada tugevaid sidemeid, Kui uks Ar aatom satub teise lahedusse siis tema elektronpilv kaldub kõrvaloleva aatomi positiivse tuuma poole. Sellest tulenebki side. 6. Sõltuvus kuubilise raku kuljeja aatomraadiuse vahel RTK elementaarrakus? Sõltuvus avaldub kujul: a ruutjuur3=4R kus R- aatomi raadius ja a- ühikraku külje pikkus. 7. Kuidas sõltub tasakaalsete vakantside kontsentratsioon temperatuurist? Tasakaaluliste vakantside konsentratsioon suureneb aine temperatuuri vähenedes. 8. Kirjeldage difusiooni vakantsmehhanismi? Vakantsmehhanismi puhul difundeeruv aatom vahetab oma koha vakatnsiga selles kehas. (?) 9. Millest sõltub metalli elektritakistus? Takistusele avalduvad mõju elektronide hajumise mehhanismid (lisanddefektid, foononid ja deformatsioon) ja muidugi ka vabade elektronide arv. 10: Millised optilised nähtused esinevad mittemetallides? Mittemetallilised
Olekufunktsioon on füüsikaline suurus, mis iseloomustab süsteemi ja on määratud süsteemi olekuga. Näiteks siseenergia on olekufunktsioon. Termodünaamiline protsess igasugust süsteemi muutust, mis on iseloomustatud vähemalt ühe parameetri muutumisega, nimetatakse termodünaamiliseks protsessiks. Termodün protsessi tulemusel läheb süsteem uude olekusse. Kvaasistaatiline protsess ehk tasakaaluline protsess on üksteisele pidevalt järgnevate tasakaaluliste olekute jada. Süsteem on alati väga lähedal tasakaalulisele olekule. Kvaasistaatiline protsess on idealisatsioon, kuid reaalset protsessi saab vaadelda kvaasistaatilisena, kui see kulgeb lõpmata aeglaselt. Reaalsetest protsessidest on kvaasistaatilisele väga lähedal gaasi paisumine sisepõlemismootori silindrites, õhu hõrenemine- tihenemine helilainetes. Pööratav protsessi saab teostada vastupidises suunas nii, et süsteem läbib vastupidises
tegemiseks välisjõudude vastu: Q=U A . (4.1) Pööratav protsess - protsess, mida saab teostada algsele suunale vastupidises suunas nii, et süsteem läbib kõik samad olekud, mis pärisuunas, kuid vastupidises järjekorras. Kuivõrd süsteemi oleku fikseerimiseks peab süsteem kui tervik olema tasakaalulises olekus, siis on läbib süsteem nii päri- kui ka vastusuunas tasakaaluliste olekute jada, st protsess on tasakaaluline. Seega, pööratav protsess on tasakaaluline protsess. Pöörataval protsessil on järgmine omadus: kui süsteemi üleminekul olekust (1) olekusse (2) saab süsteem soojushulga Q ning teeb tööd A, siis vastupidises suunas minnes (2) → (1) annab süsteem ära soojushulga Q ' =−Q ning välisjüud teevad tööd A' = - A. Seega, pööratava protsessi (1) → (2) → (1) järel jäävad süsteemi ümbritsevad kehad 'muutumatuks'.
tasakaalukonstandi kaudu. G = G°+RTlnK, kus K arvutamiseks tuleb kirjutada saadused lugejasse ja algained nimetajasse (astmenäitajad!) 17. Reaktsiooni: glükoos6fosfaat fruktoos6fosfaat Gº on +1,7 kJ/mol. Kas tasakaaluolekus leidub reaktsioonisegus rohkem glükoos6fosfaati või fruktoos6fosfaati? G6P F6P Gº = 1,7 kJ/mol (reaktsioon toimub normaalrõhul ja 25ºC juures) Reaktsiooni tasakaalukonstant K R=8,314 J/K*mol T=298K G = 1,7 kJ/mol = 1700 J/mol (eq näitab, et tegemist on tasakaaluliste reaktsioonidega ingl. equilibrium) K = ([C]c[D]d/ [A]a[B]b)eq (saadused/lähte) Gº = RT ln K K = e G º/ RT K = e G º/ RT = e (1700 / (8,314 * 298)) = 0,504 = ([F6P]/[G6P])eq Asjaolu, et K<1, lubab meil samuti öelda, et reaktsiooni tasakaal on nihutatud vasakule. Teades tasakaalukonstandi väärtust võime leida G6P ja F6P suhtelise hulga tasakaaluolekus. Arvestades, et
lugejasse ja algained nimetajasse (astmenäitajad!) 17. Reaktsiooni: glükoos6fosfaat fruktoos6fosfaat Gº on +1,7 kJ/mol. Kas tasakaaluolekus leidub reaktsioonisegus rohkem glükoos6fosfaati või fruktoos6fosfaati? (võivad olla erinevad reaktsioonid) G6P F6P Gº = 1,7 kJ/mol (reaktsioon toimub normaalrõhul ja 25ºC juures) Reaktsiooni tasakaalukonstant K R=8,314 J/K*mol T=298K G = 1,7 kJ/mol = 1700 J/mol (eq näitab, et tegemist on tasakaaluliste reaktsioonidega ingl. equilibrium) eq (saadused/lähte) K = ([C]c[D]d/ [A]a[B]b) G º/ RT Gº = RT ln K K =e G º/ RT (1700 / (8,314 * 298)) = 0,504 = ([F6P]/[G6P]) K = e = e eq Asjaolu, et K<1, lubab meil samuti öelda, et reaktsiooni tasakaal on nihutatud vasakule. Teades tasakaalukonstandi
iooni kontsentratsioon on astmes, mis vastab tema stöhhiomeetrilisele koefitsiendile reaktsioonivõrrandis. Rasklahustuv ühend sadeneb osaliselt välja, kui teda moodustavate ioonide kontsentratsioonide korrutise väärtus ületab lahustuvuskorrutise väärtuse. Lahuse vedel faas on antud aine küllastunud lahus. Lahustuvuskorrutis iseloomustab aine lahustuvust nii puhtas lahustis kui ka lahuses, milles leidub teistest lahustunud sooladest pärinevaid ioone. 1 Ioonide (ainete) tasakaaluliste kontsentratsioonide väljendamiseks kasutatakse kandilisi sulge []. Teades rasklahustuva elektrolüüdi lahustuvuskorrutise Ks väärtust, võib arvutada tema molaarlahustuvuse S (mol/dm3). Lahustuvuskorrutise ja molaarlahustuvuse vaheline side sõltub ioonide arvust rasklahustuva elektrolüüdi ioonkristallis. Vedelikud Vedelikud on ained, mis omandavad raskusjõu mõjul voolavuse. Vedelikus on molekulide
Olekuvõrrand annab seose kolme suuruse - gaasi olekuparameetrite ja vahel tasakaaluolekus. Üldse räägitakse termodünaamikas mitte gaasist endast, vaid selle olekust, mõeldes viimase all olekuparameetrite väärtuste komplekti. Olekuparameetrite muutumist nimetame termodünaamikas protsessiks; kui see on väljendatav tasakaaluolekute ajalise järgnevusena, on protsess tasakaaluline. Kui meid huvitab üksnes alg- ja lõppolek, võime tasakaaluliste protsesside valemeid rakendada ka kiiresti kulgevate (mittetasakaaluliste) protsesside korral. Loomulikult on mingi kindla gaasi olekuvõrrand kehtiv vaid selles temperatuurivahemikus, kus vaadeldav aine on gaasilises faasis. Sellest madalamal temperatuuril tuleb arvestada faasiülemineku võimalust (kogu gaas või osa sellest läheb üle vedelasse või tahkesse olekusse); kõrgematel temperatuuridel katkeb keemiline side (muutub gaasi koostis) või
kristallidest. Eutektoid segu, mis tekib tardfaasi konstantsel temperatuuril ümberkristalliseerumise (lagunemise) tulemusena. Faasid Fe-C sulameis: Raud moodustab süsinikuga rida metallseid faase: piiratud tardlahuseid (ferriit, austeniit,) ja keemilisi ühendeid (Fe3C jt) ning võib moodustada veel süsinikuga üleküllastunud feriidi ehk martensiidi (martensiit süsinikuga üleküllastatud tardlahus -rauas) (Fe(C)ülek). Toatemperatuuril on kõikide tasakaaluliste rauasüsinikusulamite struktuuriosadeks ferriit ja tsementiit, kõrgemal temperatuuril üle (üle 727°C) lisandub neile ka austeniit. Raua moodustab süsinikuga ka mehaanilisi segusi, mis ei kuulu faaside alla (Le, P, B). a)Tardlahused (F, A, M) Ferriit(F) on süsiniku tardlahus -rauas. Tehakse vahet madaltemperatuurse ferriidi (- ferriidi) ning kõrgtemperatuurse ferriidi(-ferriidi) vahel. Esimene eksisteerib temeperatuurivahemikus 0°C...911°C, teine 1392°C...1539°C (tabel 2.2 lk 68).