2. Termomeeter lk 4 3. Temperatuuri mõõtmise skaalad lk 5 1. Temperatuur Temperatuur on füüsikaline suurus, mis iseloomustab süsteemi või keha soojuslikku olekut ehk soojusastet. Termodünaamilise tasakaalu puhul on süsteemi kõigi osade temperatuur ühesugune. Temperatuuride erinevuse korral siirdub soojus kõrgema temperatuuriga osadelt madalama temperatuuriga osadele, kuni temperatuuride ühtlustumiseni. Molekulaarkineetilise teooria kohaselt iseloomustab tasakaalustatud süsteemi temperatuur aatomite, molekulide ja teiste süsteemi moodustavate osakeste soojusliikumise intensiivsust. Seda statistilises füüsika seadustega kirjeldades on temperatuur süsteemi (keha) mikroosakeste soojusliikumise keskmise kineetilise energia mõõt.
· Temperatuur on füüsikaline suurus, mis iseloomustab süsteemi või keha soojuslikku olekut. Temperatuur on üheselt määratud molekuli siseenergia mõõduks, sest ideaalses gaasis molekulide vaheline potentsiaalne energia puudub. · Energiahulka, mida keha soojusvahetuse teel saab või ära annab, nim soojushulgaks (tähistatakse Q, mõõtühikuks on dzaul (J)). Soojus liigub alati soojemalt kehalt külmemale. · Ideaalse gaasi puhul siseenergia koosneb ainult molekulide kulgliikumise kineetilisest energiast. Ideaalse gaasi temperatuur... · Sellist protsessi, kus üks keha annab soojust ära ja teine saab juurde nimetatakse soojusvahetuseks. Soojusvahetusel külmal kehal liikuvate molekulide ja soojal kehal liikuvate molekulide vaheline vastastikmõju. Selle tulemusena molekulide kineetilised
Parameetreid jaotatakse makro- ja mikroparameetriteks. Termodünaamika käsitleb kehade kogumeid, mis on soojuslikus kontaktis, st saab toimuda soojusvahetus. Neid kogumeid nimetatakse termodünaamilisteks süsteemideks. Kui süsteemi parameetrid muutuvad, siis süsteem läheb ühest olekust teise, st süsteemi parameetrid muutuvad. Sellist üleminekut nimetatakse protsessiks. Ajalooliselt on vanimtermodünaamika ja sellepärast alustamegi sellest. 4.1. Termodünaamika Termodünaamika kasutab nähtuste kirjeldamiseks makroparameetreid, milleks on füüsikalised suurused, mida kasutatakse ainekoguse kui terviku soojusliku oleku 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
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. Termodünaamika esimene seadus on energia jäävuse seadus, rakendatuna soojuslikele protsessidele, teine seadus aga määrab kindlaks vahekorra olemasoleva soojuse ja temast
10) järgi väheneb siis ka pendli energia. Sealjuures täheldame süsteemi ja seda ümbritseva keskkonna soojenemist. Energia ei kao, see vaid muundub suurte kehade kineetilisest ja potentsiaalsest energiast erinevaks energiavormiks, siseenergiaks. Kehade mehhaanilise energia ja siseenergia vastastikuseid üleminekuid, samuti siseenergia üleminekut ühelt kehalt teisele, ühe sõnaga soojusnähtusi, uurib soojusõpetus e. termodünaamika. Termodünaamika ei seleta siseenergia olemust. Osutub, et see on kehade mikroskoopiliste koostisosade molekulide liikumise kineetilise ja molekulidevaheliste konservatiivsete jõudude (molekulaarjõudude) potentsiaalse energia summa. Molekulide liikumise ja molekulaarjõududega seotud küsimusi uurib molekulaarfüüsika. Termodünaamika ja molekulaarfüüsika uurivad soojusnähtusi erinevate meetoditega.
U = Q + A* Q juurdeantav soojushulk 1J U siseenergia muut 1J A* - välisjõudude töö 1J TD I seadus kehtib ainult suletud süsteemides. TD II SEADUS Seadus väidab, et protsesside iseeneslikul kulgemisel on kindel suund. Seda printsiipi ei saa tuletada, aksioom, see kirjeldab paljukordselt katseliselt kinnitust leidnud looduse omapära. Termodünaamika II seadus on statistiline seadus, mille kohaselt süsteemis kulgevad iseeneslikud protsessid oleku tõenäosuse suurenemise suunas. · Soojus ei saa minna iseenesest üle külmemalt kehalt kuumemale. · Suletud süsteem püüab üle minna korrastatud olekult mittekorrastatule. · Loodus püüab üle minna vähem tõenäolistelt olekutelt tõenäolisematele. · Suletud süsteemis soojusliku protsessi tulemusena entroopia kasvab.
Ideaalse gaasi olekuvõrrand. Temperatuur suurus, mis iseloomustab keha soojuslikku seisundit. Temperatuur on KEHA MOLEKULIDE LIIKUMISE KESKMISE KINEETILISE ENERGIA MÕÕT. Kõnekeeles räägime, et soojendame mingit keha, kuid füüsikaliselt tähendab see, et suurendame keha siseenergiat. Seda saab teha näiteks viies keha kontakti kuumema kehaga või ka kiirguslikul teel. Kuumemalt kehalt (sealt, kus molekulid liiguvad kiiremini) läheb soojus jahedamale kehale (sinna, kus molekulid liiguvad madalama kiirusega). Nn. soojust väljendab füüsikaline suurus SOOJUSHULK, mile tähis on Q ja ühikuteks dzaulid (J). Soojushulk - siseenergia, mille keha soojusvahetusel saab või annab ära. Siseenergia (U) - ideaalse gaasi puhul nimetatakse siseenergiaks kõigi molekulide summaarset kaootilise liikumise kineetilist energiat.
Tallinna Ülikool Matemaatika ja Loodusteaduste Instituut Loodusteaduste osakond Soojusõpetuse lühikonspekt Tõnu Laas 2009-2010 2 Sisukord Sissejuhatus. Soojusõpetuse kaks erinevat käsitlusviisi.......................................................................3 I Molekulaarfüüsika ja termodünaamika..............................................................................................4 1.1.Molekulide mass ja mõõtmed....................................................................................................4 1.2. Süsteemi olek. Protsess. Tasakaaluline protsess.......................................................................4 1.3. Termodünaamika I printsiip.....................................................................................................
5. Molaarmass..............................................................................................................................27 6. Rõhk.........................................................................................................................................28 7. Temperatuur.............................................................................................................................29 8. Termodünaamika I seadus.......................................................................................................31 9. Termodünaamika II seadus......................................................................................................32 10. Ideaalse gaasi olekuvõrrand...................................................................................................32 11. Isoprotsessid......................................................................................................
valemist: η=(Q1-Q2)/Q1*100% Soojusmasina tsükkel: 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 – tsükli – jooksul, milleks tuleb soojendist saadud soojushulgast anda osa Q2 jahutile. Jahutiks on üldjuhul ümbritsev keskkond. Tsükli lõpus on gaas jälle algolekus ja siseenergia muut 0. SOOJUSPUMBA EFEKTIIVSUS: Tavaliselt levib soojus kõrgema temperatuuriga kehadelt madalama temperatuuriga kehadele. Soojuspumbad on aga võimelised soojuse liikumise suunda muutma vastupidiseks, kasutades selleks suhteliselt väikest energiakogust. Soojuspumpi on võimalik kasutada ka jahutamiseks. Sel juhul kantakse soojus jahutatavast keskkonnast kõrgema temperatuuriga keskkonnale 11. ENTROOPIA JA TÕENÄOSUS. NERNSTI TEOREEM Entroopia: mida korrastatum süsteem on, seda väiksem on entroopia ja
võrra sellest ruumalast Vo , mis oli gaasil 0 0C juures. Charles'i seadusest saab määrata temperatuuri, mille puhul ideaalse gaasi rõhk muutub nulliks: 1 t=- = - 273o C (3) Täpsemad määrangud annavad väärtuseks -273.16o C. See on teoreetiliselt madalaim võimalik temperatuur, mida nime-tatakse absoluutseks nullpunktiks . Sellest punktist algavat temperatuuriskaalat nimetatakse absoluutseks ning mõõt- ühikuks on kelvin (K). Olekuvõrrand Me vaatleme gaasi üksikutest molekulidest koosneva süstee-mina. See süsteem on tasakaalus, kui süsteemi parameetrid jäävad muutumatuks. Tasakaalustatud olekus on gaasi kõiki- de osade rõhud ja temperatuurid võrdsed. Gaasi kolme oleku-parameetrit ning gaasi kogust omavahel siduvat võrrandit nimetatakse gaasi olekuvõrrandiks, mis oma üldkujul kan- nab Clapeyron - Mendelejevi võrrandi nime: m p V= R T = R T , (4)
mis tegelikult tähendab ruumala vähendamist auru välja juhtimise teel. Lõigatud nurk vastab pärast sisselaskesiibri sulgumist ja enne väljalaskeklapi avanemist toimuvale adiabaatilisele paisumisele. Kasutegur sõltub katla rõhust; algul oli see suhteliselt madal (alla 2 atm., temperatuur 390K); hiljem tõsteti rõhku kuni 10 atmosfäärini. Sellele vaatamata jääb aurumasina kasutegur 10% piiridesse. Termodünaamika I printsiip: Gaasile antav soojushulk on võrdne siseenergia (keha (gaasi) võime teha tööd sisemiste (mikro)protsesside arvelt) juurdekasvu ning paisumisel tehtava töö summaga. . Isoprotsessid: isohooriline protsess V=const.; A=0; , isobaariline protsess p=const.; ; , isotermiline protsess T=const.; ; Q=A.
põhikonseptsioonid.),2.Dünaamiline(see õhuniiskus , toimub energiavahetus maa ja muutumist kõrgusega antud Atmosfääri läbipaistvus ja selle tegeleb fundamentaalsete atm. vahel, meteoroloogiliste protsesside atmosfäärimudelis karakteristikud Atmosfääri läbipaistvust hüdrodünaamika ja termodünaamika toimumise koht. Teine kiht on stratosfäär, asendatakse kuiva õhu temperatuur märja reguleerivad temas sisalduv veeaur ja võrrandite lahendite kus temp kasvab kõrguse suurenedes, seal õhu virtuaalse temperatuuriga. aerosoolid. Suuremad muutused tulenevad uurimisega.Vaadetakse spets. paikneb 90% osoonist. Kolmas kiht on Õ hurõhu taandamine merepinnale
Igas sekundis muundatakse termotuumareaktsioonis 3,4×1038 prootonit (vesiniku aatomi tuuma) heeliumi tuumadeks. Selle käigus tekkivate suure energiaga gammakvantide kujul vabanev energia jõuab peale kümneid kuni sadu tuhandeid aastaid, miljoneid kordi toimuvaid neeldumis- ning kiirgumisprotsesse, Päikese fotosfääri ning edasi kosmilisse ruumi. Fotosfääris kiiratakse suurel hulgal nähtava valguse footoneid, mis jõuavad valgusena Maa pinnale. Füüsikud tekitavad Päikese tuumas toimuvatele sarnaseid protsesse vesinikupommis ning eksperimentaalsetes termotuumareaktorites. Kogu Päikese aine on äärmiselt kõrge temperatuuri tõttu plasmaolekus. Et Päike ei ole tahkis, siis pöörleb ta diferentsiaalselt -- ekvaatoril kiiremini kui kõrgematel laiuskraadidel. Et Päikese pöörlemine on eri laiuskraadidel erinev, siis tema magnetvälja jõujooned põimuvad, nii et magnetvälja silmused purskuvad
) 1905 aastal väitis, et ka energial on mass seetõttu kaldub ka kiirgus (energia) massi suunas maailm ei ole lineaarne, vaid deformeeritud. Energia ja massi seos: 2 E = mc , Energia joulides, mass kilogrammides ja valgus kiirus meetrit sekundis 8 2,9979 × 10 , ehk ligikaudu 300 000 km/sec. SI seitse põhiühikut Pikkus - meeter m Mass - kilogramm kg Aeg - sekund s Elektrivoolu tugevus - amper A Absoluutne temperatuur - kelvin K Ainehulk - mool mol Valgustugevus - kandela cd Mool ja kordsete suhete seadus. Kordsete suhete seadus (nimetatakse ka Daltoni seadus) on oluline keemiaseadus. See väidab, et kui kaks keemilist elementi moodustavad teineteisega mitu keemilist ühendit, siis ühe elemendi mingi kindla massiga ühinenud teise elemendi massid suhtuvad omavahel kui lihtsad täisarvud. 1804
värvidemängu pakkuvad virmalised on atmosfääri ülakihtide hõredas õhus tekkiv valgus.Ebapäikesed:tekivad nagu halodki valguskiirte peegeldumisel ja murdumisel pilvede jääkristallides. 5.Soojusbilantsi võrrand:Kuigi atmosfäär neelab ultravioletset ja infrapunast kiirgust,soojeneb õhk siiski vahetult päikesekiirguse mõjul vähe.Kiirguse neeldumise tagajärjel soojeneb eelkõige aluspind-maa-ja veepind.Siit levib soojus edasi õhku ja maa ning vee sügavamatesse kihtidesse.Niisiis,päikesekiirgus neeldub aluspinnas ja muutub soojuseks.B=T+P+EL (B- 1 aluspinna kiirgusbilanss,T-soojusvoog õhku,P-soojusvoog pinnasesse või pinnasest,LE- soojus,mis kulub aurumisele.Temperatuuri skaala: Rahvusvaheline temperatuuriskaala ehk
· Mõlemad liiguvad erinevatest keskkondades erinevate kiirustega. · Mõlemad levivad allikast igas suunas · Mõlemad peegelduvad samamoodi · Liiga ere valgus ja liiga valju heli tekitavad tervisele kahjustusi. · Sarnased mõisted infraheli ja -valgus, ultraheli ja -valgus. · Heli ei levi vaakumis, valgus aga küll · Valgust tajume silmadega, heli kõrvadega · Valgusega kaasneb tavaliselt soojus · Valgus ja heli levivad erineva kiirusega · Heli levib takistuste taha nn varju ei teki Põhisuurused Põhisuurus Sümbol SI-põhiühik Lühend Mass m kilogramm kg Pikkus l meeter m Aeg t sekund s Sagedus on võrdsete ajavahemike tagant korduvate sündmuste (füüsikas enamasti võngete, impulsside vmt) arv ajaühikus. Sageduse ühik SI-süsteemis on herts (Hz). Sagedus f, periood T.
siseehitusega, kuid ebakorrapärase väliskujuga väikestest kristallidest. Looduses leidub ka monokristalle, kuid neid saadakse ka kunstlikult. Eristatakse 7 kristallisüsteemi: kuubiline, tetragonaalne, rombiline, heksagonaalne, monokliinne, trigonaalne ja trikliinne. Jaotuse aluseks on sümmeetriatelgede pikkus (a, b, c) ja telgede vahelised nurgad (, , )Süsteemid jaotuvad omakorda klassideks ja tüüpideks. Näit. kuubilise võre puhul a=b=c ja ===90°. Tahke keha väline sümmeetria on tingitud ruumvõre sõlmpunktides asetsevate osakeste korrapärasest ja perioodilisest kordumisest. Elementaarrakk on kristallivõre korduv element, millel on antud kristalli kõik sümmeetriaelemendid. Kristalle iseloomustab anisotroopsus kristalli mehaanilised, elektrilised jt omadused on kristalli eri suunades erinevad. Polümorfism - ühe aine esinemine erinevates kristallmodifikatsioonides. Näiteks: süsinik -
intsidendid (kaasaarvatud tsunamid) Eestigi ei jää kliimamuutustest puutumata. Seda on näidanud viimaste aastakümnete keskmise temperatuuri tõus, samuti varasem kevade saabumine. Temperatuurirekordid Kõrgeim mõõdetud temperatuur-õhutemperatuuri absoluutne maksimum 35,6 ŗC 11.aug.1992 Võru Madalaim mõõdetud temperatuur -õhutemperatuuri absoluutne miinimum -43,5 ŗC 17.jaan.1940 Jõgeva Kõige soojem kuu -kõrgeim kuu keskmine õhutemperatuur 21,6 ŗC juuli 2001 Võru Kõige külmem kuu -madalaim kuu keskmine õhutemperatuur -18,0 ŗC jaanuar 1987 Narva Kõige soojem aasta - kõrgeim aasta keskmine õhutemperatuur 8,3 ŗC 1975, 1989, 2000 Vilsandi Kõige külmem aasta -madalaim aasta keskmine õhutemperatuur 1,6 ŗC 1942 Jõgeva - 19 - Eesti olukord: Kliimamuutus teeb elu Eestis mõnusamaks Nii ja naa - temperatuur tõuseb - tormide oht suureneb
kirjeldamiseks. Suuruse mõõtmine on tema väärtuse võrdlemine mõõtühikuga. Rahvusvaheline mõõtühikute süsteem SI kasutab 7 füüsikalist suurust põhisuurustena. Nende suuruste mõõtühikud on põhiühikud. Kõik teised suurused ja ühikud on määratud vastavalt põhisuuruste ning põhiühikute kaudu. Põhisuurused on: pikkus, aeg, mass, aine hulk, temperatuur, voolutugevus ja val- gustugevus. Nende ühikud on vastavalt: meeter, sekund, kilogramm, mool, kelvin, amper ja kandela. Skalaarne suurus on esitatav vaid ühe mõõtarvuga, millele lisandub mõõtühik. Skalaarsed suurused on ilma suunata (näit. aeg, pikkus, rõhk, ruumala, energia, temperatuur). Vektoriaalne suurus on kolmemõõtmelises ruumis esitatav kolme arvuga (+ mõõtühik). Need on vektori koordinaadid. Vektoriaalsetel suurustel on suund olemas (näit. kiirus, kiirendus, jõud).
kirjeldamiseks. Suuruse mõõtmine on tema väärtuse võrdlemine mõõtühikuga. Rahvusvaheline mõõtühikute süsteem SI kasutab 7 füüsikalist suurust põhisuurustena. Nende suuruste mõõtühikud on põhiühikud. Kõik teised suurused ja ühikud on määratud vastavalt põhisuuruste ning põhiühikute kaudu. Põhisuurused on: pikkus, aeg, mass, aine hulk, temperatuur, voolutugevus ja val- gustugevus. Nende ühikud on vastavalt: meeter, sekund, kilogramm, mool, kelvin, amper ja kandela. Skalaarne suurus on esitatav vaid ühe mõõtarvuga, millele lisandub mõõtühik. Skalaarsed suurused on ilma suunata (näit. aeg, pikkus, rõhk, ruumala, energia, temperatuur). Vektoriaalne suurus on kolmemõõtmelises ruumis esitatav kolme arvuga (+ mõõtühik). Need on vektori koordinaadid. Vektoriaalsetel suurustel on suund olemas (näit. kiirus, kiirendus, jõud).
kirjeldamiseks. Suuruse mõõtmine on tema väärtuse võrdlemine mõõtühikuga. Rahvusvaheline mõõtühikute süsteem SI kasutab 7 füüsikalist suurust põhisuurustena. Nende suuruste mõõtühikud on põhiühikud. Kõik teised suurused ja ühikud on määratud vastavalt põhisuuruste ning põhiühikute kaudu. Põhisuurused on: pikkus, aeg, mass, aine hulk, temperatuur, voolutugevus ja val- gustugevus. Nende ühikud on vastavalt: meeter, sekund, kilogramm, mool, kelvin, amper ja kandela. Skalaarne suurus on esitatav vaid ühe mõõtarvuga, millele lisandub mõõtühik. Skalaarsed suurused on ilma suunata (näit. aeg, pikkus, rõhk, ruumala, energia, temperatuur). Vektoriaalne suurus on kolmemõõtmelises ruumis esitatav kolme arvuga (+ mõõtühik). Need on vektori koordinaadid. Vektoriaalsetel suurustel on suund olemas (näit. kiirus, kiirendus, jõud).
.................................................................................7 4. Jäävusseadused ja printsiibid....................................................................................... 8 4.1. Energia jäävus.......................................................................................................8 4.2. Impulsi jäävus ...................................................................................................... 9 4.3. Termodünaamika I printsiip..................................................................................9 4.4. Termodünaamika II printsiip................................................................................ 9 4.5. Teisi jäävusi ja printsiipe....................................................................................10 5. Liikumine, selle põhjused ja tagajärjed.................................................................... 11 5.1. Liikumise kirjeldamine ...........
Triboluminestsents on aine helendumine, mis tekib kui ainet mehaaniliselt deformeerida. Termoluminestsents on helendumine, mis tekib kui ainet kuumutada. (Luminestsentsi korral keha siseenergia muundub valguseks. ) Kiirgust, mida keha kiirgab termidünaamilise tasakaalu tingimustes (kindlal temperatuuril), nimetatakse tasakaaluliseks kiirguseks. (Kui mingi keha asub kindla temperatuuriga keskkonnas, nõuab termodünaamika teine printsiip, et tema temperatuur peab tasakaaluoleku korral olema võrdne ümbritseva keskkonna temperatuuriga.) Kiirgamisvõime, neelamisvõime, must keha. (vt, TEST) Spekter optikas on kiirgusvõime sõltuvus sagedusest. Spekter üldse on jaotusfunktsioon, mis sõltub oma argumendist (nt. sagedus) kiirguse hulk mingil parameetril, mis on jaotatud vastavateks (spektri) vahemikeks. 20. Põhimõistete definitsioonid (oma sõnastuses, ärge loengust otsige!): Karakteristlik
Triboluminestsents on aine helendumine, mis tekib kui ainet mehaaniliselt deformeerida. Termoluminestsents on helendumine, mis tekib kui ainet kuumutada. (Luminestsentsi korral keha siseenergia muundub valguseks. ) Kiirgust, mida keha kiirgab termidünaamilise tasakaalu tingimustes (kindlal temperatuuril), nimetatakse tasakaaluliseks kiirguseks. (Kui mingi keha asub kindla temperatuuriga keskkonnas, nõuab termodünaamika teine printsiip, et tema temperatuur peab tasakaaluoleku korral olema võrdne ümbritseva keskkonna temperatuuriga.) Kiirgamisvõime, neelamisvõime, must keha. (vt, TEST) Spekter optikas on kiirgusvõime sõltuvus sagedusest. Spekter üldse on jaotusfunktsioon, mis sõltub oma argumendist (nt. sagedus) kiirguse hulk mingil parameetril, mis on jaotatud vastavateks (spektri) vahemikeks. 20. Põhimõistete definitsioonid (oma sõnastuses, ärge loengust otsige!): Karakteristlik
TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL Materjalifüüsika ja -keemia 2008 Sisukord 1. MATERJALIDE TÄHTSUS ..................................................................................................... 7 1.1. Sissejuhatus ............................................................................................................... 7 1.2. Materjaliteadus ja materjalitehnoloogia................................................................... 8 1.3. Materjalide klassifikatsioon. ...................................................................................... 9 1.3.1. Metallid.............................................................................................................. 9 1.3.2. Keraamika ........................................................................................................ 10 1.3.3. Komposiidid ..................................................
Kui vedelik läbib ristlõike S1,kiirusega V1¯,siis koosneb vedeliku ruumielemendi V mehhaniline koguenergia kineetilisest energiast mV1²/2=Vv1²/2, potentsiaalsest energiast mgh1=Vh1g A1=f ¯S¯= 1s1v1t= 1V survejõudude töö pinnale,ristlõike pindalaga S Rõhumisjõud: f=fs/s(ristlõikepindala)= s Joa pidevuse kohaselt: V/t=const=S1V1 V=S/t=V1*t=S1 III. Gaaside kineetiline teooria ja Kogu mehhaniline energia: termodünaamika 1. Gaaside kineetiline teooria. muutumist, milles mingi olekut iseloomustav parameeter jääb konstantseks 1.1. Ideaalse gaasi olekuvõrrand. ehk siis kolmest parameetrist 1 ei muutu.
F h = * N F h hõõrdejõud hõõrdetegur N- rõhumisjõud Hõõrdumist põhjustavad pinnakonarused ja molekulide tõmbejõud, mida saab vähendada määrimisega. Elastsusjõud Keha kuju muutumisel ehk deformeerumisel tekkivat jõudu nimetatakse elastsusjõuks, mis on deformatsiooniga alati vastassuunaline. Tõmbe ja surve korral saab elastsusjõudu arvutada valemist: F - elastsusjõud K keha jäikus l teepikkus 17. sajandil avastas selle inglise füüsik Robert Hooke ( 1635- 1703) ning tema järgi kutsutakse seda ka Hooke'i seaduseks. NEWTONI KOLMAS SEADUS Newtoni kolmandat seadust saab sõnastada järgmiselt : Jõud tekivad kahe keha vastastikmõjus alati paarikaupa. Need kummalegi kehale mõjuvad jõud on absoluutväärtuselt võrdsed ja vastassuunalised. Kui autoga paigalt võttes anname sidurit vabastades gaasi, rakendame tegelikult Newtoni III seadust: samal ajal, kui siduri üks ketas pöörab käigukasti kaudu auto
levimisega (veelained, elektromagnetlained), ja pikilaineid, kui keskkonna osakesed võnguvad piki laine levimise suunda. Seos laine levimiskiiruse ja lainepikkuse vahel. Lähtume ühtlase liikumise põhivõrrandist s = v t . v See kehtib ka laine levimise kohta ning asendades s ja t T , saame = v T ehk f . 2. kursus SOOJUSÕPETUS Ideaalne gaas ja termodünaamika alused Ideaalne gaas on lihtsaim mudel gaasi kirjeldamiseks, milles ei arvestata molekulide mõõtmeid ja vastastikmõju (toimuvad ainult elastsed põrked). Ideaalse gaasi olek on makrokäsitluses olukord, mis on määratud gaasikoguse rõhu p, ruumala V ja absoluutse temperatuuri T konkreetsete väärtustega. Ideaalse gaasi oleku muutumine toimub siis, kui p, V või T mingi väärtus muutub. Molekul on väikseim osake, millest ained koosnevad ja mis on pidevas kaootilises liikumises.
levimisega (veelained, elektromagnetlained), ja pikilaineid, kui keskkonna osakesed võnguvad piki laine levimise suunda. Seos laine levimiskiiruse ja lainepikkuse vahel. Lähtume ühtlase liikumise põhivõrrandist s = v t . v See kehtib ka laine levimise kohta ning asendades s ja t T , saame = v T ehk f . 2. kursus SOOJUSÕPETUS Ideaalne gaas ja termodünaamika alused Ideaalne gaas on lihtsaim mudel gaasi kirjeldamiseks, milles ei arvestata molekulide mõõtmeid ja vastastikmõju (toimuvad ainult elastsed põrked). Ideaalse gaasi olek on makrokäsitluses olukord, mis on määratud gaasikoguse rõhu p, ruumala V ja absoluutse temperatuuri T konkreetsete väärtustega. Ideaalse gaasi oleku muutumine toimub siis, kui p, V või T mingi väärtus muutub. Molekul on väikseim osake, millest ained koosnevad ja mis on pidevas kaootilises liikumises.
Jääval ruumalal muutub mingi gaasikoguse rõhk võrdeliselt temperatuuriga. 30. Gaasi töö. Soojushulk. Siseenergia. Gaas teeb tööd paisumisel, kusjuures töö tehakse gaasi siseenergia arvel. On võimalikud järgmised variandid: 1) gaas paisub, dV 0 A 0 , gaasi siseenergia väheneb tehtud töö arvel; 2) gaas surutakse kokku, dV 0 A 0 , gaasi siseenergia suureneb, gaasi kallal teevad tööd välised jõud. U=Q-A See valem väljendab energia jäävuse seadust termodünaamikas ja kannab termodünaamika esimese seaduse nime. Termodünaamika esimene seadus. Gaasi siseenergia muut mingi protsessi käigus võrdub gaasile antud soojushulga ja gaasi poolt paisumisel tehtud töö vahega. Gaasi töö ja soojusvahetus isoprotsessidel. 1. Isohooriline protsess. Et gaasi ruumala isohoorilisel protsessil ei muutu, siis vastavalt valemile (9.15) gaasi töö selle protsessi käigus võrdub nulliga ja siseenergia muutub ainult
tuumale kukkuma, tegelikult seda ei juhtu, kuna elektron ei liigu mööda kindlat orbiiti. Tegelikkuses seda ei toimu, sest aatomid on stabiilsed ja tavaliselt ei kiirga energiat. 2) Sama elemendi aatomid on üksteisega eristamatult sarnased. Klassikaline mudel seda ei eelda. Elektron võiks tiirelda igasugustel kaugustel tuumast. Seega peaks ka igasuguse suurusega aatomeid olemas olema. 8. Mis ühendab tööd ja soojust, mis eristab? Töö ja soojus on mõlemad energia ülekande viisid, kuid töö on suunatud vektoriaalne suurus, aga soojus on osakeste kaootiline liikumine. 9. Vaakumis kehtib lainepikkuse λ ja sageduse ν vahel (milline) seos? Kuidas see valem muutub elektromagnetiline laine levib aines? 𝐶(𝑣𝑎𝑙𝑔𝑢𝑠𝑒𝑘𝑖𝑖𝑟𝑢𝑠 𝑣𝑎𝑎𝑘𝑢𝑚𝑖𝑠) 𝜆(𝑙𝑎𝑖𝑛𝑒𝑝𝑖𝑘𝑘𝑢𝑠) = .
raadius. Samuti peab vaadeldava keha mass olema väga palju väiksem Maa massist. Vaba langemise korral kehtivad veel järgmised väited. 1. Vaba langemise kiirendus ei sõltu langeva keha massist. 2. Kui alg- ja lõppkõrgus on võrdsed, siis a) üleslennu aeg võrdub allalangemise ajaga, b) keha langeb maapinnale sama kiirusega, millega ta sealt üles visati. Väite 1 tõestas katseliselt itaalia füüsik Galileo Galilei (1564-1642), kes kukutas oma kodulinna Pisa maailmakuulsast tornist alla erineva massiga kehi ning tegi kindlaks, et näiteks korraga lahtilastud suurtükikuul ja temast 100 korda väiksema massiga musketikuul jõuavad maapinnale üheaegselt. Hiljem, katsetehnika täiustudes, sai võimalikuks demonstreerida, et õhutühjas ruumis langevad ka sulg ja kivi ühesuguse kiirendusega. Matemaatilise põhjenduse väitele 1 anname hiljem, mõiste „gravitatsioonijõud“ käsitlemisel.
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
