3. Teras on keemiline element 4. Teras on raua ja süsiniku sulam (süsiniku sisaldus alates 2,14%) Question 3 Correct Mark 2,00 out of 2,00 Question text Kui suur hulk süsinikku on maksimaalselt lahustunud austeniidis temperatuuril 727 0C ? Vali üks: 1. 0,01 % 2. 0,02 % 3. 0,8 % 4. 2,14 % 5. 6,67 % Question 4 Correct Mark 2,00 out of 2,00 Question text Kui suur on ferriidi süsiniku lahustuvus toatemperatuuril tasakaaluolekus (massiprotsentides)? Vali üks: 1. 0,01 % 2. 0,02 % 3. 0,8 % 4. 2,14 % 5. 6,67 % Question 5 Incorrect Mark 0,00 out of 2,00 Question text Terasele C-sisaldusega 0,46% on tehtud täiskarastus, mille tulemusel on saadud martensiitstruktuur. Kui suur hulk süsinikku on jäänud martensiiti? Vali üks: 1. 0,02 % 2. 0,46 % 3. 0,8 % 4. 2,14 % 5. 6,67 % Question 6 Correct Mark 4,00 out of 4,00 Question text Miks on perliidi süsinikusisaldus 0.8%
Tallinna Tehnikaülikool 2018 Mehaanika ja tööstustehnika instituut Praktikumi nr. 4 aruanne aines MTX0010 Materjalitehnika Üliõpilane: Rühm: Esitatud: Töö eesmärk: Tutvuda Fe-Fe3C faasidiagrammi, rauasüsinikusulameis esinevate faaside ja mehaaniliste segude ning teraste ja malmide struktuuride ning nende margitähistussüsteemiga. Kasutatud töövahendid: Mikroskoop, materjalide lihvid Materjalide struktuurid: Lihvide kirjeldused: Terased: Lihv 1: Puhas raud. Struktuur koosneb ferriidist. Lihv 2: Väikse süsinikusisaldusega teras. Struktuuri koostis: Ferriit + perliit. Süsiniku sisaldus terases on ligikaudu 0.1%. Terase mark: C10E. Teras C10E tõmbetugevus jääb vahemikku 490-780N/mm2, voolavuspiir 295-390N/mm2, katk...
Raua ja süsiniku eu Score: 1,5/1,5 9. Mis on ferriit (F) Student Response A. Süsiniku tardlahus B. Süsiniku tardlahus C. Raua ja süsiniku ke D. Raua ja süsiniku eu Score: 1,5/1,5 10. Palju on Ferriidi süsiniku lahustuvus toatemperatuuril tasakaaluolekus(massiprotsentides)? Student Response A. 0.01% B. 0.02% C. 0.8% D. 6.67% Score: 1,5/1,5 11. Palju on Austeniidi maksimaalne süsiniku lahustuvus 1147 C (massiprotsentides)?
B. Süsiniku tardlahus rauas C. Raua ja süsiniku keemiline ühend D. Raua ja süsiniku eutektoidne mehaaniline segu Score: 1,5/1,5 9. Mis on ferriit (F) Student Response A. Süsiniku tardlahus rauas. B. Süsiniku tardlahus rauas C. Raua ja süsiniku keemiline ühend D. Raua ja süsiniku eutektoidne mehaaniline segu Score: 1,5/1,5 10. Palju on Ferriidi süsiniku lahustuvus toatemperatuuril tasakaaluolekus(massiprotsentides)? Student Response A. 0.01% B. 0.02% C. 0.8% D. 6.67% Score: 1,5/1,5 11. Palju on Austeniidi maksimaalne süsiniku lahustuvus 1147 C juures (massiprotsentides)? Student Response A. 2.14% B. 0.02% C. 0.8% D. 6.67% Score: 0/1,5 12. Palju on Austeniidi maksimaalne süsiniku lahustuvus 727 C juures (massiprotsentides)?
Praktikum nr 4. Teraste ja malmide Title: mikrostruktuur tasakaaluolekus Started: Wednesday 27 October 2010 09:51 Submitted: Wednesday 27 October 2010 10:23 Time spent: 00:31:34 86,8333/100 = 86,8333% Total score adjusted Total score: by 0.0 Maximum possible score: 100 1. Mis on eutektne mehaaniline segu? Student Response A. kahe erineva faasi peen mehaaniline segu, mis tekib vedelfaasist üheaegsel väljakristalliseerumisel
Tallinna Tehnikaülikool Materjalitehnika Instituut Üliõpilane: Teostatud: Õpperuhm: Kaitstud: Töö nr:4 OT allkiri Teraste ja malmide mikrostruktuur tasakaaluolekus Töö eesmärk: Tutvuda Fe- Fe3C Töövahendid: metallimikroskoop faasidiagrammi,rausüsinksulameis esinevate faaside ja mehaaniliste segued ning teraste ja malmide struktuuridega. Fe-Fe3C faasidiagrammi vasakpoolne (terased) osa. Terastes ja malmides esinevad järgmiste omadustega faasid ja struktuurivormid.
docstxt/135257837004.txt
(tasakaalusegus) on nii lähteaineid kui saadusi. Fikseeritud tingimustel saabub reaktsioonide puhul mingil hetkel olukord, kus ühegi aine kontsentratsioon enam ajas ei muutu. Sellist olukorda nimetatakse keemiliseks tasakaaluks. Keemiline tasakaal on nn dünaamiline tasakaal, sest protsessid ei ole lõppenud, vaid nad kulgevad vastassuundades ühesuguse kiirusega. Seega kulgevad pöörduvad reaktsioonid alati mõlemas suunas, tasakaaluolekus saavad vastassuunaliste protsesside kiirused võrdseks. Tasakaaluoleku matemaatiliseks kirjeldamiseks kasutatakse tasakaalukonstanti (Kc), kusjuures molaarseid kontsentratsioone tasakaaluolekus tähistatakse sageli nurksulgudega. Peetagu meeles, et ikka on saaduste kontsentratsioonid (vastavates astmetes) murrujoone peal ja lähteained all. [A] .. [D] - ainete A...D kontsentratsioonid tasakaaluolekus mol/dm³ a, b, c, ja d koefitsiendid reaktsioonivõrrandist
Sellist olukorda nimetatakse keemiliseks tasakaaluks. Keemiline tasakaal on nn dünaamiline tasakaal, sest protsessid ei ole lõppenud, vaid nad kulgevad vastassuundades ühesuguse kiirusega – niipalju kui ajaühikus toimub H2ja I2 molekulide kokkupõrkeid, mis viivad HI tekkeni, toimub ka HI molekulide kokkupõrkeid, mis viivad juba tekkinud HI lagunemiseni lähteaineteks. Seega kulgevad pöörduvad reaktsioonid alati mõlemas suunas, tasakaaluolekus saavad vastassuunaliste protsesside kiirused võrdseks. Siin esitatud protsessi kirjeldus on muidugi lihtsustatud – enamikus reaktsioonides tekib vaheühendeid ja kokkupõrgetes võivad osaleda paljud erinevad reaktsiooni käigus tekkivad osakesed (molekulid, ioonid, aatomid, radikaalid). Kirjutame ühe pöörduva reaktsiooni võrrandi üldkujul aA+ bB ↔cC +dD ning tähistame pärisuunalise reaktsiooni kiiruse v1 ning vastassuunalise reaktsiooni kiiruse v2
Termodünaamika teine seadus avatud süsteemides Gibbsi vabaenergia G Bioloogilised süsteemid on avatud süsteemid Gibbsi vabaenergia G (J, J/mol) arvestab mõlemat entalpiat ja entroopiat Konstantsel rõhul ja temperatuuril: G = H -TS TD teine seadus: termodünaamiliselt soodsa protsessi G on märgilt negatiivne, G < 0 Termodünaamiliselt soodsad protsessid kulgevad isevooluliselt G näitab maksimaalset kasuliku töö hulka mida antud protsessi toimumise arvelt on võimalik teha Tasakaaluolekus ei toimu süsteemiga summaarset muutust ja G = 0 Elu on tasakaalolekust kaugel. Kompenseerimaks korrapäraste molekulaarsete struktuuride teket ja uuendamist (S < 0) peavad elusorganismid pidevalt keskkonnast energiat ammutama (H < 0) Protsessi kulgemise suuna määravad nii muutused entalpias kui entroopias G = H -TS järelikult soodustavad protsessi: H < 0 ja S > 0 Kuna entroopialige on
Loeng 10 Membraantransport 1. Membraantranspordi termodünaamika 2. Passiivne transport: difusioon 3. Vahendatud passiivne transport: poorid, kandjad 4. Aktiivne transport: primaarne, sekundaarne Membraantranspordi termodünaamika Lahuses membraaniga eraldatud kotike (rakk) mis ei sea takistust antud aine liikumisele. Aine kontsentratsioon väljas Cout ja sees Cin. Liikumisega Cout Cin kaasnev vabaenergia muutus on antud seosega: G = RT ln(Cin/Cout) Tasakaaluolekus G = 0 ja Cout = Cin Tasakaaluolek (G = 0) võib erineda olukorrast Cout = Cin juhul kui: 1. Membraanil esineb membraanpotentsiaal ja transporditav aine on laenguga 2. Membraantranspordiga on ühendatud mingi teine protsess mida iseloomustab G ` 3. Rakus sees toimub transporditava aine modifitseerimine või sidumine Passiivne transport: difusioon Passiivse transpordi aluseks on molekulide soojusliikumisest tingitud juhuslik liikumine läbi membraani
dG=RT ln (Cin/Cout) + ZF , kus R ja F on konstandid. 5. Milline võiks olla tavaliselt raku membraanpotentsiaal suunal väljast sisse? -0,1 V. Kui sees on ülekaalus negatiivne laeng, on potentsiaal negatiivne, positiivse laengu ülekaalu korral on positiivne. Kuid tavaliselt on -0,1 V. 6. Rakumembraanil esineb membraanpotentsiaal + 100 mV (suunal seest välja) Milline on Na+ ioonide kontsentratsioonide suhe ([Na+]sees/[Na+]väljas) tasakaaluolekus ja kumbal pool membraani on Na+ kontsentratsioon suurem? (arvutuskäik, võivad olla erinevad arvud) 7. ATP hüdrolüüsi G on -30 kJ/mol. Mitme kordse aine kontsentratsiooni gradiendi saab selle arvel rakumembraanile luua, kui kogu ATP hüdrolüüsi energia kasutatakse aine transportimiseks läbi membraani? (arvutuskäik, võivad olla erinevad arvud) Vastavalt valemile dG=RTlnK, kus d on delta, K on antud juhul kontsentratsioonide suhe raku
Termodünaamika on soojusnähtuste ajalooline ja väga oluline makrokäsitlus. See tugineb mittetõestatavatele printsiipidele. Termodünaamika teine printsiip määrab protsesside spontaanse kulgemise suuna. Soojus ei saa spontaanselt minna külmemalt kehalt soojemale. Spontaanne protsess kulgeb alati korrastamatuse suurenemise suunas. Süsteemi korrastamatuse mõõt kannab nime entroopia. Kui protsess on pöördumatu, kasvab kinnise süsteemi entroopia ja saavutab suurima väärtuse tasakaaluolekus. Spontaanne protsess tähendab, et see toimub ilma välise energia osavõtuta (kivi veereb mäest alla). Kui võrrelda erinevaid süsteemi seisundeid, siis enam korrastamata on see seisund, milleni võib jõuda suurema tõenäosusega. Termodünaamika teise printsiibi sõnastamisel kasutatakse entroopiat. Entroopia on suurus, mis iseloomustab energia kvaliteeti. Mida kõrgem on kvaliteet, seda madalam on entroopia. Entroopia
Vastupidises suunas see reaktsioon ei kulge. Paljud reaktsioonid on aga pöörduvad, nad kulgevad nii ühes kui teises suunas ja reaktsiooni lõpuks moodustuvas ainete segus (tasakaalusegus) on nii lähteaineid kui saadusi. Fikseeritud tingimustel saabub olukord, kus ühegi aine kontsentratsioon enam ajas ei muutu. Sellist olukorda nimetatakse keemiliseks tasakaaluks. Tasakaaluoleku matemaatiliseks kirjeldamiseks kasutatakse tasakaalukonstanti (Kc), kusjuures molaarseid kontsentratsioone tasakaaluolekus tähistatakse sageli nurksulgudega. [C]C [A]A [B]B [D]D Kc=[C]C * [D]D / [A]A * [B]B [A]...[D] ainete A...D kontsentratsioonid tasakaaluolekus mol/dm3 a, b, c, ja d koefitsiendid reaktsioonivõrrandist Kuna tasakaalusegus võib olla nii lähteaineid kui saadusi, siis kuidas saavutada just saaduste võimalikult kõrge sisaldus ehk kuidas nihutada tasakaalu paremale saaduste tekke suunas. Hinnangut võimaldab anda Le Chatelier' printsiip.
Sõltuvalt tingimustest (temperatuur, rõhk) nende vahekord tasakaalusegus varieerub. Pöörduvaid reaktsioone märgistatakse sageli kahe vastassuunalise noolega Fikseeritud tingimustel saabub selliste reaktsioonide puhul mingil hetkel olukord, kus ühegi aine kontsentratsioon enam ajas ei muutu. Sellist olukorda nimetatakse keemiliseks tasakaaluks. . Tasakaaluoleku matemaatiliseks kirjeldamiseks kasutatakse tasakaalukonstanti (Kc), kusjuures molaarseid kontsentratsioone tasakaaluolekus tähistatakse sageli nurksulgudega. Saaduste kontsentratsioonid (vastavates astmetes) on murrujoone peal ja lähteained all. Kc = [C ] c [ D] d [ A] a [ B ] b [A]...[D] ainete A...D kontsentratsioonid tasakaaluolekus mol/dm3 a, b, c, ja d koefitsiendid reaktsioonivõrrandist. Le Chatelier' printsiip Tingimuste muutmine tasakaalusüsteemis kutsub esile tasakaalu nihkumise suunas, mis paneb süsteemi avaldama vastupanu tekitatud muutustele. Tingimused, mida saab muuta, on
kontsentratsioon enam ajas ei muutu. Sellist olukorda nimetatakse keemiliseks tasakaaluks. Keemiline tasakaal on nn dünaamiline tasakaal, sest protsessid ei ole lõppenud, vaid nad kulgevad vastassuundades ühesuguse kiirusega. Pöörduv reaktsioon: v1 aA+ bB cC+ dD → ← v2 pärisuunaline reaktsiooni kiirus - v1 vastassuunaline reaktsiooni kiirus - v2 (tasakaaluolekus v1 = v2) Tasakaaluoleku matemaatiliseks kirjeldamiseks kasutatakse tasakaalukonstanti (Kc): KC C D c d A a B b [A]...[D] – ainete A...D konsentratsioonid tasakaaluolekus mol/dm3 a,b,c ja d – koefitsiendid reaktsioonivõrrandist. Tasakaalukonstant sõltub temperatuurist, kuid ei sõltu reageerivate ainete kontsentratsioonist. Mida suurem on Kc, seda enam on tasakaalusegus saadusi, st reaktsiooni tasakaal on nihutatud
Paljud reaktsioonid on aga pöörduvad, nad kulgevad nii ühes kui teises suunas ja reaktsiooni lõpuks moodustuvas ainete segus (tasakaalusegus) on nii lähteaineid kui saadusi. Sõltuvalt tingimustest (temperatuur, rõhk) nende vahekord tasakaalusegus varieerub. Pöörduvaid reaktsioone märgistatakse sageli kahe vastassuunalise noolega Tasakaaluoleku matemaatiliseks kirjeldamiseks kasutatakse tasakaalukonstanti (Kc), kusjuures molaarseid kontsentratsioone tasakaaluolekus tähistatakse sageli nurksulgudega. Peetagu meeles, et ikka on saaduste kontsentratsioonid (vastavates astmetes) murrujoone peal ja lähteained all. [A]...[D] ainete A...D kontsentratsioonid tasakaaluolekus mol/dm 3 a, b, c, ja d koefitsiendid reaktsioonivõrrandist. Tasakaalukonstant sõltub temperatuurist, kuid ei sõltu reageerivate ainete kontsentratsioonist. Tasakaalukonstanti (Kc), mis on avaldatud molaarsete kontsentratsioonide kaudu, kasutatakse sageli
mõju terase kõvadusele Töö eesmärk Terase termotöötluse põhimoodused : 1.Lõõmutamine-kuumutaine üle faasipiiri Ac1 või Ac3,aeglane jahutamine (koos ahjuga) 2.Normaliseerimine-kuumutamine üle faasipiiri Ac3 või Acm või nende lähedastel temp,jahutus õhus. 3.Karastamine-kuumutamine üle faasipiiri Ac1 või Ac3,kiire jahutamine (soolavannis,vees,õlis) 4.Noolutamine-karastamisele järgnev kumutus allpool faasipiiri Ac1,jahutus- kiirus pole määrav. Terase kõvadus tasakaaluolekus sõltub otseselt terase süsinikusisadlusest, kuid ei ületa 330...350HB.Terase tugevuse,kõvaduse,elastsuse tõstmise üks viis on karastamine. Karastamine - termilise töötlemise viis, mille tulemusena saadakse ebastabiilne martensiitstruktuur. Karastamise tehnoloogiline protsess: 1. Terase kuumutamine üle faasimuutuste temperatuuri. 2. Seisustamine sellel temperatuuril, et tagada kogu detailis antud temperatuurile vastava struktuuri tekkimine. 3
kontsentratsioo suureneb, kuni reaktsioon lõppeb. Pöörduvad reaktsioonid reaktsioonid, mis toimuvad mõlemas suunas ja ei kulge lõpuni (tähistatakse kahesuunalise noolega) Lähteainete kontsentratsioon väheneb ja saaduste kontsentratsioon suureneb. Pärissuunalise reaktsiooni kiirus väheneb ja vastassuunalise reaktsiooni kiirus suureneb, kuni nad saavad võrdseks saabub tasakaaluolek. Reaktsioon aga ei lõpe, sest tasakaaluolekus jätkuvad mõlemad reaktsioonid võrdsete kiirustega ning ainete kontsentratsioonid enam ei muutu. TASAKAALU NIHKUMINE Keemiline tasakaal pöörduva reaktsiooni olek, mille korral päri-ja vastassuunaliste reaktsioonide kiirused on võrdsed. Le Chatelier' printsiip : pöörduva protsessi tasakaal nihkub alati vastassuunas tekitatud muutusele. Tasakaal nihkub lähteaine kontsentratsiooni suurendamisel saaduste tekke suunas vähendamisel lähteaine tekke suunas
võrdeline nulliga, siis pinnakihi molekulile mõjuv summaarne jõud on nullist erinev. Pinnast ühele ja teisele poole jäävate keskkondade erinevusest tingitud jõud tõmbavad pinnamolekule vedeliku sisse. Seetõttu on uute molekulide tootmiseks pinnakihti, s.t. pinna suurendamiseks, vaja teha tööd. See töö läheb molekulide potensiaalse energia suurendamiseks: molekulide potensiaalne energia on pinnal suurem, kui vedeliku sees. Püsivas tasakaaluolekus on iga süsteemi potensiaalne energia minimaalne. Seepärast võtab vedeliku pind, kui talle ei mõju välisjõud, kuju, mille juures tema pindala on minimaalne. Järelikult sarnaneb vedeliku pind pingule tõmmatud kelmega. Nagu elastses kelmeski, esinevad vedeliku pinnakihis pinda kokkutõmbavad jõud. Neid nimetatakse pindpinevusjõududeks ja nad mõjuvad pinna puutuja sihis ning on risti vaadeldava pinnaelemendi servaga. Pindpinevusjõudusid
võrdeline nulliga, siis pinnakihi molekulile mõjuv summaarne jõud on nullist erinev. Pinnast ühele ja teisele poole jäävate keskkondade erinevusest tingitud jõud tõmbavad pinnamolekule vedeliku sisse. Seetõttu on uute molekulide tootmiseks pinnakihti, s.t. pinna suurendamiseks, vaja teha tööd. See töö läheb molekulide potensiaalse energia suurendamiseks: molekulide potensiaalne energia on pinnal suurem, kui vedeliku sees. Püsivas tasakaaluolekus on iga süsteemi potensiaalne energia minimaalne. Seepärast võtab vedeliku pind, kui talle ei mõju välisjõud, kuju, mille juures tema pindala on minimaalne. Järelikult sarnaneb vedeliku pind pingule tõmmatud kelmega. Nagu elastses kelmeski, esinevad vedeliku pinnakihis pinda kokkutõmbavad jõud. Neid nimetatakse pindpinevusjõududeks ja nad mõjuvad pinna puutuja sihis ning on risti vaadeldava pinnaelemendi servaga. Pindpinevusjõudusid
rakust väljas) ning arvestab ka membraanpotentsiaali. G = RTln + ZFoutin Z laengute arg F = 96500 C/mol outin = in out tüüpiline väärtus rakkudes 0,1 V (sees on neg. kui väljas.) 5. Milline võiks olla tavaliselt raku membraanpotentsiaal suunal väljast sisse? a) 0 V b) + 0,1 V c) 0,1 V 6. Rakumembraanil esineb membraanpotentsiaal + 100 mV (suunal seest välja). Milline on K+ ioonide kontsentratsioonide suhe ([K+]sees/[K+]väljas) tasakaaluolekus ja kummal pool membraani on K+ kontsentratsioon suurem? (arvutuskäik, võivad olla erinevad arvud) Tasakaaluolekus: = 7. ATP hüdrolüüsi G on -30 kJ/mol. Mitme kordse aine kontsentratsiooni gradiendi saab selle arvel rakumembraanile luua, kui kogu ATP hüdrolüüsi energia kasutatakse aine transportimiseks läbi membraani? (arvutuskäik, võivad olla erinevad arvud) = = = 8. Milliseks kujuneb aine kontsentratsiooni gradient membraanil, kui transportimiseks
Pilet 7 1. ideaalse gaasi olekuvvõrrand deaalse gaasi olekuvõrrand ehk Clapeyroni-Mendelejevi võrrand on võrrand, mis seob ideaalse gaasi olekuparameetreid, kui see gaas on tasakaaluolekus [1] Ideaalse gaasi olekuvõrrandi võib esitada kujul pV=nRT kus p on gaasi rõhk, V on ruumala, n on gaasi hulk (moolides), T on absoluutne temperatuur ning R on universaalne gaasikonstant (=8.3145 J/mol/K). 2.Elektrigeneraatori tööpõhimõte Energia muundamiseks magnetvälja vahendusel kasutatakse elektrimasinat. Mehaanilist energiat muundatakse elektrienergiaks elektrigeneraatoris. Generaator pannakse pöörlema enamasti mitteelektrilise jõumasinaga, näiteks
korral), temperatuur. reaktsioonid võib liigitada: praktiliselt lõpuni kulgevad (lähteaineid reaktsiooni lõppedes segus ei esine) pöörduvad reaktsioonid (reaktsioonid, kus reageerib ainult osa lähteainetest) keemiline tasakaal – süsteemi olukord, kus prisuunalise reaktsiooni kiirus on võrdne vastassuunalisega. pöörduvate reaktsioonide korral tasakaaluolekus ΔG = 0; v1 = v2 tasakaalukonstant K – näitab otse- ja pöördsuunaliste reaktsioonide kiiruskonstantide suhet k1 k 2 aA (g)+ bB (g) dD(g) + eE (g) vpärisuunaline = vvastassuunaline, => k1∙caA∙cbB = k2∙cdD∙ceE k1 c Dd c Ee K k 2 c aA c Bb
Jump to Navigation Frame Your location: Home Page › Praktikumid › Praktikum nr 4. Teraste ja malmide mikrostruktuur tasakaaluolekus › Assessments › View All Submissions › View Attempt View Attempt 2 of 3 Title: Praktikum nr 4. Teraste ja malmide mikrostruktuur tasakaaluolekus Started: Monday 14 March 2011 06:15 Submitted: Monday 14 March 2011 06:33 Time spent: 00:17:48 Total 98/100 = 98% Total score adjusted by 0.0 Maximum possible score: 100 score: 1. Mis on eutektne mehaaniline segu? Student Response Value Correct Answer A
Lihtsam kuju : dG = dG0 + RT ln ((produktid) / (lähteained)) Glükoos + ATP Glc-6-fosfaat + ADP (võivad olla erinevad reaktsioonid) 11. Milline on isevoolulise reaktsiooni G märk? Isevoolulised reaktsioonid kulgevad Gibbsi energia vähenemise suunas , dG < 0 12. Reaktsioon: glütseeraldehüüdfosfaat dihüdroksüatsetoonfosfaat on jõudnud tasakaalu. Milline on reaktsiooni G märk sellel hetkel? Kui reaktsioon on jõudnud tasakaalu, siis on reaktsiooni dG märk dG = 0. 13. Kas tasakaaluolekus on reeglina suurem pärisuunalise või vastassuunalise reaktsiooni kiirus? Tasakaaluolekus pole kumbki reaktsiooni kiiruse suund eelistatud. 14. Kas reaktsioon on isevooluline ja kuidas võib muutuda reaktsiooni isevoolulisus temperatuuri tõustes, kui a) H> 0 ja S< 0 b) H> 0 ja S> 0 c) H< 0 ja S< 0 d) H< 0 ja S>0 Otsustage iga variandi jaoks eraldi a) delta G on positiivne, mis tähendab, et reaktsioon ei ole isevooluline b) dG on positiivne, reaktsioon on isevooluline,
G = H TS G =kJ/mol H=kJ/mol S=kJ/mol*K T=K 14. Kuidas on reaktsiooni vabaenergia muutus seotud reaktsioonist osavõtvate ainete kontsentratsioonidega (valem, ühikud)? Glükoos + ATP Glc-6-fosfaat + ADP G = Gº + RT ln ([produktid]/[lähteained]) Vabaenergia ühik-J 15. Milline on isevoolulise reaktsiooni G märk? Negatiivne 16. Reaktsioon: glütseeraldehüüdfosfaat dihüdroksüatsetoonfosfaat on jõudnud tasakaalu. Milline on reaktsiooni G märk sellel hetkel? Tasakaaluolekus deltaG=0 deltaG<0 17. . Kas tasakaaluolekus on reeglina suurem pärisuunalise või vastassuunalise reaktsiooni kiirus? Tasakaaluolekus on pärisuunalise ja vastassuunalise reaktsiooni kiirus võrdsed. 18. Kas reaktsioon on isevooluline ja kuidas võib muutuda reaktsiooni isevoolulisus temperatuuri tõustes, kui a) H > 0 ja S < 0 ei ole isevooluline b) H > 0 ja S > 0 on isevooluline kui H on suurem kui S, kui temp tõustes S suureneb, võib muutuda mitteisevooluliseks
Pilet 10 1. Ideaalse gaasi olekuvõrrand Ideaalse gaasi olekuvõrrand ehk Clapeyroni-Mendelejevi võrrand on võrrand, mis seob ideaalse gaasi olekuparameetreid, kui see gaas on tasakaaluolekus [1] Ideaalse gaasi olekuvõrrandi võib esitada kujul pV=nRT kus p on gaasi rõhk, V on ruumala, n on gaasi hulk (moolides), T on absoluutne temperatuur ning R on universaalne gaasikonstant (=8.3145 J/mol/K). 2. Harmoonilise vvõnkumise energia Harmooniliste võnkumiste energia on võrdeline amplituudi ruuduga: E = 1/2 m 2A2 . Kui harmooniliselt võnkuva süsteemi hälve muutub ajas seaduse x = A cos t järgi, siis kiirusmuutub seaduse v = - A sin t järgi
12. Keemilise reaktsiooni tasakaal See on pöörduva reaktsiooni olek, mille korral päri- ja vastassuunaliste reaktsioonide kiirused on võrdsed. Tingimuste muutmisega saab tasakaalu nihutada. 13. Reaktsiooni pöörduvus, termodünaamika ja keemiline tasakaal, tasakaalukonstandid, heterogeenne tasakaal. Toimuvad nii päri kui vastassuunaline reaktsioon, mõlemad reaktsioonid toimuvad võrdse kiirusega. Kui süsteem teeb tööd, siis tema töövõime väheneb, kuni saab tasakaaluolekus võrdseks nulliga. Heterogeenne tasakaal – kui tasakaalus osaleb rohkem kui üks faas. Kui K väärtus suur, siis ülekaalus saadused Kui K väärtus väike, siis ülekaalus lähteained 14. Keemilise tasakaalu tingimused (G abil, teha joonis). Tasakaaluolekus on kõik kontsentratsioonid tasakaalulistel väärtustel ja Q omad kindlat väärtust K, mis on vastava reaktsiooni tasakaalukonstant. 15. Keemilise tasakaalu ja reaktsiooni suuna kriteeriumid (Q ja K abil)
moodustuvas ainete segus on nii lähteaineid kui saadusi. Fikseeritud tingimustel saabub selliste reaktsioonide puhul mingil hetkel olukord, kus ühegi aine kontsentratsioon enam ajas ei muutu. Sellist olukorda nimetatakse keemiliseks tasakaaluks. Pöörduva reaktsiooni võrrand üldkujul: aA + bB cC + dD Tasakaaluoleku matemaatiliseks kirjeldamiseks kasutatakse tasakaalukonstanti (KC) [A]...[D] ainete A...D kontsentratsioonid tasakaaluolekus a, b, c, d koefitsiendid reaktsioonivõrrandist Le Chatelier' printsiip Tingimuste muutmine tasakaalusüsteemis kutsub esile tasakaalu nihkumise suunas, mis paneb süsteemi avaldama vastupanu tekitatud muutusele. Lähteainete kontsentratsiooni suurendamine nihutab reaktsiooni tasakaalu paremale Temperatuuri tõstmine nihutab endotermilise reaktsiooni tasakaalu paremale, eksotermilise reaktsiooni tasakaalu vasakule
protsesside kiiruste ja kulu uurimisega. Keemiline kineetika uurib, kuidas eksperimendi tingimused võivad mõjutada keemiliste reaktsioonide kiirusi ning anda informatsiooni reaktsioonimehhanismi ja reaktsiooni vaheolekute kohta. Lisaks tegeleb keemiline kineetika keemilisi reaktsioone iseloomustavate matemaatiliste mudelite väljatöötamisega. Keemilisele kineetikale panid 1864. aastal aluse Peter Waage ja Cato Guldberg, formuleerides massitoimeseaduse, mis määrab tasakaaluolekus reagentide ja saaduste kontsentratsioonide suhte. [1] Keemiline kineetika tegeleb reaktsioonikiiruse eksperimentaalse määramisega, mille põhjal tuletatakse reaktsiooni kiiruse võrrandid ja kiiruskonstandid. Küllalt lihtsad reaktsiooni kineetilised võrrandid on avaldatud nullindat järku reaktsioonide (mille puhul reaktsioonikiirus ei sõltu reageerivate ainete kontsentratsioonist), esimest järku reaktsioonide ja teist järku reaktsioonide jaoks
varieerub. Pöörduvaid reaktsioone märgistatakse sageli kahe vastassuunalise noolega. Näiteks: H2(g) + I2(g) 2HI(g) Fikseeritud tingimustel saabub selliste reaktsioonide puhul mingil hetkel olukord, kus ühegi aine kontsentratsioon enam ajas ei muutu. Sellist olukorda nimetatakse keemiliseks tasakaaluks. Tasakaaluoleku matemaatiliseks kirjeldamiseks kasutatakse tasakaalukonstanti (Kc), kusjuures molaarseid kontsentratsioone tasakaaluolekus tähistatakse sageli nurksulgudega. Peetagu meeles, et ikka on saaduste kontsentratsioonid (vastavates astmetes) murrujoone peal ja lähteained all. Tasakaalukonstant sõltub temperatuurist, kuid ei sõltu reageerivate ainete kontsentratsioonist. Tasakaalukonstanti (Kc), mis on avaldatud molaarsete kontsentratsioonide kaudu, kasutatakse sageli reaktsioonide korral, kus kõik ained on vesilahustes või vedelikud. Gaasiliste ainete osavõtul kulgevate
70 = 0,0391 900 70 900 = = / 0,0391 Osa 2. Lähteandmed: Hv = 80 mm = 8 cm = 0,08 m Rv = 55 mm = 5,5 cm = 0,055 m t1 = 5 mm = 0,5 cm = 0,005 m Vmet = 375 cm3 Leida: Vertikaalse vormi pöörlemiskiirus nvert - ? Tasakaaluolekus kehtib punktis (x1:Hv) seos: = = , = , 2 2 rad = = , s 60 30 3
dG=dH dST, kus d tähistab deltat e muutust. 10. Kuidas on vabaenergia muutus seotud reaktsioonist osavõtvate ainete kontsentratsioonidega (valem, ühikud)? Glükoos + ATP Glc 6fosfaat + ADP 11. Milline on isevoolulise reaktsiooni G märk? Isevoolulised protsessid kulgevad Gibbsi energia vähenemise suunas, G< 0. 12. Reaktsioon: glütseeraldehüüdfosfaat dihüdroksüatsetoonfosfaat on jõudnud tasakaalu. Milline on reaktsiooni G märk sellel hetkel? G=0 13. Kas tasakaaluolekus on reeglina suurem pärisuunalise või vastassuunalise reaktsiooni kiirus? Tasakaaluolekus ei ole soodustatud ei pärisuunaline ega vastassuunaline reaktsioon. G=0 14. Kas reaktsioon on isevooluline ja kuidas võib muutuda reaktsiooni isevoolulisus temperatuuri tõustes, kui a) H > 0 ja S < 0 a) Ei ole isevooluline, temp tõustes väheneb veelgi b) H > 0 ja S > 0 b) On isevooluline(entroopia peaks olema suurem kui entalpia), temp tõustes suureneb.
Küsimus 9 (2 points) Mis on ferriit (F) Student Response: Õppija Vastuse variandid vastus a. Süsiniku tardlahus rauas. b. Süsiniku tardlahus rauas c. Raua ja süsiniku keemiline ühend d. Raua ja süsiniku eutektoidne mehaaniline segu Score: 2/2 Küsimus 10 (2 points) Palju on Ferriidi süsiniku lahustuvus toatemperatuuril tasakaaluolekus(massiprotsentides)? Student Response: Õppija Vastuse variandid vastus a. 0.01% b. 0.02% c. 0.8% d. 6.67% Score: 2/2 Küsimus 11 (2 points) Palju on Austeniidi maksimaalne süsiniku lahustuvus 1147 C juures (massiprotsentides)?
keha igasuguse asendi korral. Joonis 13.1 Millistes suundades peavad olema suunatud jõud, et keha hakkaks kulgevalt liikuma. Iga jõud, mille mõjusirge ei läbi seda punkti, kutsub esile keha pöördumise. Joonisel jämedamalt kujutatud nool masskeset ei läbi ja kulgliikumise asemel tingib joonlaua pöörlemise. Tasakaalu püsivus Mööda horisontaalpinda veerev ratas on ükskõikses tasakaalus. Kui ratas mis tahes punktis peatada, osutub see olevat tasakaaluolekus. Lisaks ükskõiksele tasakaalule eristatakse mehaanikas püsivat ja ebapüsivat tasakaalu. Tasakaalu nimetatakse püsivaks, kui keha väikestel kõrvalekalletel antud asendist tekivad jõud või jõumomendid, mis püüavad taastada keha tasakaaluolekut. Keha väikesel kõrvalekaldel ebapüsivast tasakaalust tekivad jõud või jõumomendid, mis püüavad viia keha tasakaalust välja. Tasasel horisontaalpinnal asuv kera on ükskõikses tasakaaluolekus
Glükoos + ATP Glc6fosfaat + ADP (võivad olla erinevad reaktsioonid) G = Gº + RT ln ([produktid]/[lähteained]) Vabaenergia ühikJ 11. Milline on isevoolulise reaktsiooni G märk? Isevoolulised protsessid kulgevad Gibbsi energia vähenemise suunas, G< 0. 12. Reaktsioon: glütseeraldehüüdfosfaat dihüdroksüatsetoonfosfaat on jõudnud tasakaalu. Milline on reaktsiooni G märk sellel hetkel? (võivad olla erinevad reaktsioonid) G=0 13. Kas tasakaaluolekus on reeglina suurem pärisuunalise või vastassuunalise reaktsiooni kiirus? Tasakaaluolekus ei ole soodustatud ei pärisuunaline ega vastassuunaline reaktsioon. G=0 14. Kas reaktsioon on isevooluline ja kuidas võib muutuda reaktsiooni isevoolulisus temperatuuri tõustes, kui a) H > 0 ja S < 0 b) H > 0 ja S > 0 c) H < 0 ja S < 0 d) H < 0 ja S >0 Otsustage iga variandi jaoks eraldi
on palju tõenäolisem, võrreldes süsteemi kõigi teiste võimaliku olekutega. Seetõttu võib öelda, et süsteemis toimuvad eelistatult sellised muutused, mis viivad süsteemi antud tingimustes vähem eelistatud olekust enam eelistatud olekusse. Entroopia kui füüsikalise mõiste sisu Seda illustreerib ka R.Claudiuse 1865.aastal esitatud II printsiip: Kui protsess on pöördumatu, kasvab suletud süsteemi entroopia ja saavutab suurima väärtuse tasakaaluolekus. Entroopia kasvule vastab seega suletud süsteemi evolutsioon tõenäoseisma oleku suunas. Mida me üldse mõistame tõenäosuse all? Antud sündmuse, oleku või ilmingu tõenäosus on intuitiivselt võttes mingi suurus, mis iseloomustab selle sündmuse esinemise suhtelist sagedust kõikide võimalike sündmuste seas. Matemaatikas võetakse tõenäosuse väärtuseks 1, kui sündmus toimub igal juhul ning 0 siis kui seda mitte mingil juhul ei toimu
vahega. töö Termodünaamika II printsiip: soojust ei saa üle kanda külmemalt kehalt soojemale eilma, et sellega kaasneks teisi muutusi nendes kehades või neid ümbritsevates kehades. II prints. entroopia e. korrapäraTUse kaudu: kui protsess on Jääval temperatuuril entroopia muudu pöördumatu, siis kasvab kinnise süsteemi entroopia ja saavutab valem: suurima väärtuse tasakaaluolekus. korrapäraSUS-negentroopia. Q-sooj.hulga muut(J), T- abs.temp(K) S-entroopia(J/K) Gaasi töö paisumisel on võrdne gaasi rõhu ja ruumala korrutisega A=p*V P-rõhk Sooj.mas. SoojendiT1 Q1Gaas--Q2JahutiT2, gaasist väljub
võrdeline nulliga, siis pinnakihi molekulile mõjuv summaarne jõud on nullist erinev. Pinnast ühele ja teisele poole jäävate keskkondade erinevusest tingitud jõud tõmbavad pinnamolekule vedeliku sisse. Seetõttu on uute molekulide tootmiseks pinnakihti, s.t. pinna suurendamiseks, vaja teha tööd. See töö läheb molekulide potensiaalse energia suurendamiseks: molekulide potensiaalne energia on pinnal suurem, kui vedeliku sees. Püsivas tasakaaluolekus on iga süsteemi potensiaalne energia minimaalne. Seepärast võtab vedeliku pind, kui talle ei mõju välisjõud, kuju, mille juures tema pindala on minimaalne. Järelikult sarnaneb vedeliku pind pingule tõmmatud kelmega. Nagu elastses kelmeski, esinevad vedeliku pinnakihis pinda kokkutõmbavad jõud. Neid nimetatakse pindpinevusjõududeks ja nad mõjuvad pinna puutuja sihis ning on risti vaadeldava pinnaelemendi servaga.
11. Töö on füüsikaline suurus, mis iseloomustab ühelt objektilt teisele kanduva energia hulka. Võimsus on füüsikaline suurus, mis näitab, kui palju teeb tööd jõud ajaühiku jooksul. Kineetiline energia on energia mille liikumine on tingitud teiste kehade liikumisest. 12. Potentsiaalne energia on energia, mis on tingitud keha asendist ja mõjust süsteemis teiste kehade suhtes. On rakendatud tööd ja jõudu. 13. Võnkumine on ajas toimuv korduv hälve tasakaaluolekus. 14. Võnkumisi iseloomustavad suurused: Hälve: on kõrvalekalle mingist väärtusest, tähis X, mõõtühik 1 meeter(m). Amplituut: on ajas muutuva suuruse maksimaalne hälve, tähis A, mõõtühik 1 meeter(m). Periood: korduva muutuse tsükli kestus, tähis T, mõõtühik 1 sekund(s). Sagedus: on võrdsete ajavahemike tagant korduvate sündmuste arv ajaühikus, tähis f, mõõtühik 1 herts(Hz). 15. Sundvõnkumine: võnkumine toimub mingi valise perioodi jõu mõjul.
Score: 1,5/1,5 9. Mis on ferriit (F) Student Response Feedback A. Raua ja süsiniku eutektoidne mehaaniline segu B. Raua ja süsiniku keemiline ühend C. Süsiniku tardlahus rauas. D. Süsiniku tardlahus rauas Score: 1,5/1,5 10. Palju on Ferriidi süsiniku lahustuvus toatemperatuuril tasakaaluolekus(massiprotsentides)? Student Response Feedback A. 0.8% B. 0.02% C. 0.01% D. 6.67% Score: 1,5/1,5 11. Palju on Austeniidi maksimaalne süsiniku lahustuvus 1147 C juures (massiprotsentides)? Student Response Feedback
tasakaaluks kaks faasi (mitte jooned).
17. Faasisiire e faasiüleminek on aine üleminek ühest faasist teise. Vedel gaas
aurustumine kondenseerumine. Vedel tahke sulamine tahkumine. Tahke
gaas sublimatsioon kondensatsioon.
Keemistäpp e keemistemperatuur temp, mille juures vedeliku aururõhk saab
võrdseks välisrõhuga.
Tasakaaluline aururõhk e küllastunud aururõhk vedeliku auru rõhk vedeliku
kohal tasakaaluolekus.
Aurustumissoojus energiahulk, mis on vajalik ühe mooli vedeliku
aurustamiseks keemistemp (Ha. kJ/mol).
Kastepunkt teatud temp, kus õhu jahtumisel saab õhu niiskussisaldus võrdseks
vee küllastunud auru rõhuga.
Sulamistemperatuur tem, mille juures tahke ja vedel faas on tasakaalus rõhul 1
atm.
Sulamissoojus energiahulk, mis on vajalik 1 mooli aine sulamiseks
sulamistemperatuuril (Hs, kJ/mol). Hs
Sissejuhatus Keemiline tasakaal - ühegi aine kontsentratsioon enam ajas ei muutu. Pöörduv reaktsioon: Tasakaalukonstant : [A]...[D] ainete A...D konsentratsioonid tasakaaluolekus mol/dm3 a,b,c,ja d koefitsiendid reaktsioonivõrrandist. Gaasiliste ainete osavõtul kulgevate reaktsioonide korral avaldatakse tasakaalukonstant tavaliselt osarõhkude kaudu (tähis Kp): pA...pD gaasiliste ainete A...D osarõhud atm. Kehtib seos: R universaalne gaasikonstant J mol1K1 T absoluutne temperatuur K n gaasiliste ühendite moolide arvu muutus reaktsiooni Mida suurem on Kc või Kp, seda enam on tasakaalusegus saadusi, st reaktsiooni tasakaal on
tasakaaluks kaks faasi (mitte jooned).
17. Faasisiire e faasiüleminek on aine üleminek ühest faasist teise. Vedel gaas
aurustumine kondenseerumine. Vedel tahke sulamine tahkumine. Tahke
gaas sublimatsioon kondensatsioon.
Keemistäpp e keemistemperatuur temp, mille juures vedeliku aururõhk saab
võrdseks välisrõhuga.
Tasakaaluline aururõhk e küllastunud aururõhk vedeliku auru rõhk vedeliku
kohal tasakaaluolekus.
Aurustumissoojus energiahulk, mis on vajalik ühe mooli vedeliku
aurustamiseks keemistemp (Ha. kJ/mol).
Kastepunkt teatud temp, kus õhu jahtumisel saab õhu niiskussisaldus võrdseks
vee küllastunud auru rõhuga.
Sulamistemperatuur tem, mille juures tahke ja vedel faas on tasakaalus rõhul 1
atm.
Sulamissoojus energiahulk, mis on vajalik 1 mooli aine sulamiseks
sulamistemperatuuril (Hs, kJ/mol). Hs
segus (tasakaalusegus) on nii lähteaineid kui saadusi, mille vahekord varieerub sõltuvalt erinevatest tingimustest. Keemiliseks tasakaaluks nimetatakse olukorda, kus pöörduvate reaktsioonide puhul ühegi aine kontsentratsioon enam ajas ei muutu, vastassuunalised protsessid kulgevad ühesuguse kiirusega. Tasakaaluoleku matemaatiliseks kirjeldamiseks kasutatakse tasakaalukonstanti (Kc). [A]...[D] ainete A...D kontsentratsioonid tasakaaluolekus mol/dm 3 (A, B on lähteained, C, D on saadused) a, b, c, d koefitsiendid reaktsioonivõrrandist Gaasiliste ainete osavõtul kulgevate reaktsioonide korral avaldatakse tasakaalukonstant tavaliselt osarõhkude kaudu (tähis Kp). pA...pB gaasiliste ainete A...D osarõhud atm Kp ja Kc vahel kehtib seos R universaalne gaasikonstant J*mol-1*K-1 T absoluutne temperatuur K n - gaasiliste ühendite moolide arvu muutus reaktsioonis
reaktsiooni lõpuks moodustuvas ainete segus on nii lähteaineid kui saadusi. Fikseeritud tingimustel saabub selliste reaktsioonide puhul mingil hetkel olukord, kus ühegi aine kontsentratsioon enam ajas ei muutu. Sellist olukorda nimetatakse keemiliseks tasakaaluks. Pöörduva reaktsiooni võrrand üldkujul: aA + bB cC + dD Tasakaaluoleku matemaatiliseks kirjeldamiseks kasutatakse tasakaalukonstanti (KC) [A]...[D] ainete A...D kontsentratsioonid tasakaaluolekus a, b, c, d koefitsiendid reaktsioonivõrrandist Le Chatelier' printsiip Tingimuste muutmine tasakaalusüsteemis kutsub esile tasakaalu nihkumise suunas, mis paneb süsteemi avaldama vastupanu tekitatud muutusele. · Lähteainete kontsentratsiooni suurendamine nihutab reaktsiooni tasakaalu paremale · Temperatuuri tõstmine nihutab endotermilise reaktsiooni tasakaalu paremale, eksotermilise reaktsiooni tasakaalu vasakule
tekke suunas. Hinnangut võimaldab anda Le Chatelier´i printsiip. Tingimuste muutmine tasakaalusüsteemis kutsub esile tasakaalu nihkumise suunas, mis paneb süsteemi avaldama vastupanu tekitatud muutustele. Tingimused mida saab muuta on, eelkõige lähteainete konsentratsioon, temperatuur ja rõhk. Siin peetakse silmas seda, kuidas need tingimused mõjutavad juba tasakaaluolekus olevat süsteemi. Vaatame ammoniaagi sünteesireaktsiooni näitel nende tingimuste muutumisest tulenevat tasakaalu nihkumist. N2(g)+3H2(g)2NH3(g) Konsentratsioon- Lähteainete kontsentratsiooni suurendamine nihutab reaktsiooni tasakaalu paremale. Lähteainete konsentratsioonide suurendamisele avaldab süsteem vastupanu sellega, et kulutab neid rohkem ära, seega tekib rohkem ammoniaaki
suunas => Gibbsi energia süsteemis väheneb G < 0 püsivat tasakaalu (const T, p) iseloomustab Gibbsi energia miinimum G = 0 tasakaaluoleku tingimus G = Gmin; G = 0 maksimaalne kasulik töö w(max) = - G G < 0 isevooluline (st vabaenergiat väheneb reaktsiooni jooksul) G > 0 isevoolutu (st vabaenergiat tuleb juurde reaktsiooni jooksul => energiat antakse süsteemile juurde) G = 0 süsteem tasakaaluolekus gibbsi energia muut reaktsioonides: reaktsiooni iseenesliku toimimise suund erinevate H, S, T ja G korral: protsesside liikumapanevad jõud: entalpiafaktor suundumus energia vähenemisele entroopiafaktor S – suundumus korrapäratuse kasvule S entalpiafaktori tähtsus G märgi määramisel on suurem madalatel ja mõõdukatel
Pöörduvaid reaktsioone märgistatakse sageli kahe vastassuunalise noolega. Fikseeritud tingimustel saabub olukord, kus ühegi aine kontsentratsioon enam ajas ei muutu- keemiline tasakaal. Siis ei ole protsessid lõppenud, vaid kulgevad vastassuunas ühesuguse kiirusega. Tasakaaluoleku matemaatiliseks kirjeldamiseks kasutatakse tasakaalukonstanti- Kc. Cc × D d K c= a A × Bb [A]...[D] – ainete A...D kontsentratsioonid tasakaaluolekus mol/dm3 a, b, c, ja d – koefitsiendid reaktsioonivõrrandist. Tasakaalukonstant sõltub temperatuurist, kuid ei sõltu reageerivate ainete kontsentratsioonist. Tasakaalukonstanti, mis on avaldatud molaarsete kontsentratsioonide kaudu, kasutatakse sageli reaktsioonide korral, kus kõik ained on vesilahustes või vedelikud. Gaasiliste ainete osavõtul kulgevate reaktsioonide korral avaldatakse tasakaalukonstant tavaliselt osarõhkude kaudu. pcC × pdD K p= p aA × p bB
annaabi.ee 
