Vajad kellegagi rääkida?
Küsi julgelt abi LasteAbi
Logi sisse

Termodünaamika (0)

1 Hindamata
Punktid
KOOL
12 s klass
Nimi
TERMODÜNAAMIKA
Referaat õppeaines füüsika
Juhendaja:
Koht ja aasta

SISUKORD


SISSEJUHATUS 3
1.TERMODÜNAAMIKA ESIMENE SEADUS 4
2.TERMODÜNAAMIKA TEINE SEADUS 6
3.TERMODÜNAAMIKA KOLMAS SEADUS 7
4.TÖÖ JA ENERGIA 8
KOKKUVÕTE 9

SISSEJUHATUS


Termodünaamika- alased uurimustööd algasid 19. sajandil. Teadlased kasutasid katsete tulemusi, et tuletada seadusi, mis kirjeldavad , kuidas toimivad maailmas soojus ja energia. Need seadused aitavad inseneridel täiustada selliste masinate konstruktsioone nagu näiteks aurumasinad , mis muudavad kütustes lõksus oleva keemilise energia soojusenergiaks ja edasi 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. Termodünaamilisi süsteeme ja protsesse saab liigitada vastavalt sellele, millises vastasmõjus on süsteem ümbritseva keskkonnaga (isoleeritud, soojuslikus kontaktis , adiabaatilises kontaktis jne). Reaalsete füüsikaliste süsteemide omadusi õnnestub sageli kirjeldada idealiseeritud mudelite kaudu (näiteks ideaalne gaas ).
  • TERMODÜNAAMIKA ESIMENE SEADUS


    Termodünaamika esimene seadus on sisuliselt energia jäävuse seadus.
    See on edasiarendus mehaanilise energia jäävusest võttes arvesse ka kehade siseenergia ning soojuse kui energiaülekandevormi olemasolu. (Näiteks hõõrdumise esinemisel on mehaanilise energia jäävus rikutud, kuna osa mehaanilisest energiast muundub siseenergiaks - soojuseks.)
    Termodünaamika esimest seadust võib ka sõnastatada järgnevalt: "Igiliikuri (perpetuum mobile) ehitamine on võimatu." See tähendab, et ei ole võimalik ehitada masinat (seadet), mis teeks tööd ilma väliskeskkonnast saadava soojuseta (energiata).
    Termodünaamika esimene seadus sätestab, et keha siseenergia (U) saab muutuda tänu soojushulgale (Q), mis saadakse väliskeskkonnast ning tööle (A), mida süsteem teeb välisjõudude vastu:
    kus Q on soojushulk, mille keha saab väliskeskkonnalt ning A on töö, mida keha teeb välisjõudude vastu (juhul kui keha annab soojust ära, siis on Q negatiivne; kui välisjõud teevad tööd, siis on A positiivne).
    Kõige lihtsam töö vorm on mehaaniline töö. Näiteks gaas teeb paisumisel tööd
    kus p on gaasi rõhk ning ΔV on ruumala muut. Võimalikud on ka muud töö vormid (nt. elektriline: aku laadimine -tühjenemine).
    Diferentsiaalkujul saab esimest seadust esitada järgnevalt:
    Kui teha lihtsustus ning vaadelda sama protsessi ühe mooli ühe kraadilise muutuse jaoks, siis saab termodünaamika I seaduse esitada kujul:
    (Cp - moolsoojus isobaarilises protsessis, CV - moolsoojus isohoorilises protsessis, R - Universaalne gaasikonstant)
    Universaalne gaasikonstant näitab tööd, mida teeb üks mool ideaalgaasi, paisudes isobaariliselt nii palju, et tema temperatuur tõuseb ühe kraadi võrra.
    Termodünaamika esimene seadus väidab, et energia ei saa tekkida ega hävida. Üks järeldus sellest seadusest on, et energiahulk, mis voolab mingisse seadmesse, võrdub energiahulgaga, mis seadmest välja voolab. Võtame näiteks elektrilambi. Energia voolab elektrilampi elektri kujul. Kui elektrivool läheb läbi lambi, annab lamp soojust ja valgust, ning koguenergia, mille lamp soojuse ja valgusena välja annab, on võrdeline selle elektrienergia hulgaga, mida lamp ära tarvitab. Teiste sõnadega, energiahulk ei muutu, kui lamp põleb – energia lihtsalt muutub ühest liigist teise.
  • TERMODÜNAAMIKA TEINE SEADUS


    Termodünaamika teine seadus käsitleb looduslike protsesside mittepööratavust. Tal on hulk omavahel ekvivalentseid sõnastusi.
    Clausiuse sõnastus :
    Isoleeritud süsteemis kulgevad kõik protsessid entroopia kasvu suunas.
    Clausiuse sõnastus (teine variant):
    Soojus ei saa iseenesest üle minna külmalt kehalt kuumemale, st ei ole võimalik niisugune protsess, mille ainsaks tulemuseks on soojuse ülekandumine külmemalt kehalt kuumemale.
    Thomsoni ( lord Kelvini) sõnastus:
    Ei ole võimalik ehitada perioodiliselt töötavat masinat, mis muudaks pidevalt soojust tööks ainult ühe keha jahtumise arvel, nii et ümbritsevateskehades ei esineks mingeid muutusi (st kogu soojust ei ole võimalik täielikult konverteerida tööks).
    Ostwaldi sõnastus:
    Teist liiki perpetuum mobile on võimatu.
    Termodünaamika teine seadus väljendab termodünaamiliste protsesside statistilist iseloomu ja on aluseks nii entroopia kui ka temperatuuri mõiste defineerimisel termodünaamikas.
    Termodünaamika teine seadus väidab, et kõigis looduslikes protsessides entroopia kasvab. Entroopia on Universumi korrapäratuse määr. Teise seaduse üks järeldus on, et soojus liigub kuumemast kohast külmemasse kohta. Kuuma objekti kogunenud soojus levib laiali väljapoole ja on vähem korrapärane, sel viisil see protsess suurendabki entroopiat . Soojus ei levi iseenesest külmast kohast kuuma kohta.
    Entroopia mängib osa ka keemilistes reaktsioonides. Paljud reaktsioonid suurendavad entroopiat, muutes keemilise energia soojuseks, mis kandub ümbruskonda laiali. Mõnede reaktsioonide korral vabanevad gaasid, mis on vedelikest või tahketest kehadest vähem korrapärased.
  • TERMODÜNAAMIKA KOLMAS SEADUS


    Termodünaamika kolmas seadus väidab, et absoluutsel nulltemperatuuril võrdub entroopia nulliga.
    Aine, mille entroopia absoluutsel nulltemperatuuril võrdub nulliga, peab olema täiusliku kristallstruktuuriga.
    Seega on entroopial erinevalt entalpiast olemas nullpunkt, millest on võimalik arvutada erinevate ainete entroopiate absoluutväärtusi vastaval temperatuuril.
    Termodünaamika kolmas seadus ütleb, et on olemas minimaalne temperatuur, mida nimetatakse absoluutseks nulliks. Sellel temperatuuril on ainel minimaalne võimalik soojusenergia ja ta ei saa muutuda külmemaks.
    Absoluutse nullini on võimatu jõuda, sest iga objekt neelaks absoluutse nullini jõudes otsekohe soojust teda ümbritsevatelt objektidelt. Sellest hoolimata näitavad arvutused, et absoluutne null on –273,15 kraadi Celsiuse skaala järgi. Paljud termodünaamika arvutused kasutavad temperatuure termodünaamilises skaalas, mis seab absoluutseks nulliks 0 K (null Kelvinit). Valemid, mis kirjeldavad gaaside omadusi, on termodünaamiliste temperatuuride kasutamise näiteks. Konstantsel rõhul muutub gaasi ruumala võrdeliselt tema temperatuuriga arvatuna absoluutsest nullist. Samuti, kui gaasi hoitakse fikseeritud ruumala juures, siis selle surve kasvab võrdeliselt tema termodünaamilise temperatuuriga.
  • TÖÖ JA ENERGIA


    Kütteained nagu bensiin ja diiselkütus kutsutakse kõrgekvaliteetseteks energiaallikateks . Nad kannavad seda nime sellepärast, et väike kogus kütteainet sisaldab suure hulga kasulikku keemilist energiat. Kui autojuht sõidab autoga mööda võidusõiduringrada ja saabub täpselt samasse kohta, siis kütuse põlemisel vabanenud kogu keemiline energia on muutunud soojuseks. Mootor raiskab üle 70% kütuse energiast radiaatorist ja väljalasketorust hajuva soojusena. Kui auto kihutab mööda teed, siis muudab hõõrdumine kineetilise energia soojuseks, mis soojendab õhku ja rattarehve. Pidurid muudavad kineetilise energia soojusenergiaks. Reisi lõpuks on kogu kütuseenergia ümbruskonda kandunud ja maailma tühiselt soojendanud. Seda soojusenergiat nimetatakse madalaastmeliseks energiaks, kuna see hajub laiali ja ei saa teha kasulikku töö.
    4.1 KASUTEGUR
    Masina kasutegur on kasuliku töö ja selle saamiseks kulutatud energia suhe. Automootoris kulutatav energia on näiteks kütuse poolt vabastatud keemiline energia, ja mootori kasulik töö on kineetiline energia, mis ajab ringi autorattaid.
    Termodünaamika arvutused näitavad, et sisepõlemismootori maksimaalne kasutegur ei saa olla suurem kui 40 %. Elektrimootorid on palju suurema kasuteguriga: mõned muudavad rohkem kui 90 % sissetulevast elektrienergiast tööks. Kuid siiski ei muutu rohkem kui 45 % fossiilsetest kütustest või tuumajaamadest saadud soojusest elektrienergiaks.

    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.
  • Vasakule Paremale
    Termodünaamika #1 Termodünaamika #2 Termodünaamika #3 Termodünaamika #4 Termodünaamika #5 Termodünaamika #6 Termodünaamika #7 Termodünaamika #8 Termodünaamika #9
    Punktid 100 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 100 punkti.
    Leheküljed ~ 9 lehte Lehekülgede arv dokumendis
    Aeg2016-01-13 Kuupäev, millal dokument üles laeti
    Allalaadimisi 6 laadimist Kokku alla laetud
    Kommentaarid 0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid
    Autor palmisaared Õppematerjali autor

    Sarnased õppematerjalid

    Energiaga setoud mõisted
    1
    docx

    Energiaga setoud mõisted

    Entroopia on termodünaamikas ja statistilises mehaanikas kasutatav ekstensiivne suurus, mis kirjeldab vaadeldava süsteemi erinevate võimalike juhuslike ümberpaigutuste arvu. Tihti öeldakse, et entroopia mõõdab "korratust". Protsessidele, milles entroopia kasvab, vastavad pöördumatud muutused süsteemis, mis vähendavad süsteemi võimet teha tööd, sest osa energiast on pöördumatult muundunud soojuseks. Entroopia on üks termodünaamika põhimõistetest. Selle muudab oluliseks termodünaamika teine seadus, mille järgi ei saa isoleeritud süsteemi entroopia kunagi kahaneda. Seega saavad iseeneslikud protsessid isoleeritud süsteemis toimuda vaid entroopia kasvamise suunas. Protsessid, milles entroopia kahaneb, saavad toimuda vaid siis, kui süsteemiga tehakse tööd. Näiteks saab soojusiseeneslikult kanduda vaid soojemalt kehalt külmemale. Et käivitada vastupidine protsess, kus soojus kandub külmemalt kehalt soojemale, tuleb teha tööd.

    Füüsika
    Essee Termodünaamikast
    2
    odt

    Essee Termodünaamikast

    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. Kunagi aga ei täida õhk õhupalli iseenesest.

    Füüsika
    Füüsika KT termodünaamika kordamine
    3
    docx

    Füüsika KT termodünaamika kordamine

    Termodünaamika KT 1) Kuidas käsitleb ainet termodünaamika ja milliseid parameetreid see kasutab? Temodünaamika ei eelda aine koosnemist aatomitest ega molekulidest. Kasutab makroparameetreid (keha mass, rõhk, ruumala, temp., tihedus). 2) Millistele probleemidele annab vastuse termodünaamika? Termodünaamika seletab, mis on keha siseenergia ja kuidas see muutub. 3) Millistele printsiipidele tugineb termodünaamika? I printsiip ­ siseenergia ja selle muundamine tööks (energia ei teki ega kao niisama). II printsiip ­ soojus ei saa iseenesest üle minna külmalt kuumemale. III printsiip ­ entroopia kasvab suletud süsteemis toimuvate soojuslike protsesside käigus. 4) Millest sõltub gaasi kui termodünaamilise süsteemi siseenergia. Siseenergia tähis, ühik? Siseenergia on keha molekulide kineetilise ja potentsiaalse energia summa. Sõltub gaasi rõhust ja ruumalast. Tähis U

    Termodünaamika
    Füüsika kontrolltöö termodünaamika
    6
    docx

    Füüsika kontrolltöö termodünaamika

    Termodünaamika KT 1) Kuidas käsitleb ainet termodünaamika ja milliseid parameetreid see kasutab? Temodünaamika ei eelda aine koosnemist aatomitest ega molekulidest. Kasutab makroparameetreid (keha mass, rõhk, ruumala, temp., tihedus). 2) Millistele probleemidele annab vastuse termodünaamika? Termodünaamika seletab, mis on keha siseenergia ja kuidas see muutub. 3) Millistele printsiipidele tugineb termodünaamika? I printsiip – siseenergia ja selle muundamine tööks (energia ei teki ega kao niisama). II printsiip – soojus ei saa iseenesest üle minna külmalt kuumemale. III printsiip – entroopia kasvab suletud süsteemis toimuvate soojuslike protsesside käigus. 4) Millest sõltub gaasi kui termodünaamilise süsteemi siseenergia. Siseenergia tähis, ühik? Siseenergia on keha molekulide kineetilise ja potentsiaalse energia summa. Sõltub gaasi rõhust ja ruumalast. Tähis U

    Termodünaamika
    Termodünaamika II printsiip- slaidid-
    23
    ppt

    Termodünaamika II printsiip ( slaidid )

    Termodünaamika II printsiip Rakke Gümnaasium X klass Katre Pohlak, Alari Uudla, Keijo Tomiste, Siim Kruustok, Toomas Sillamaa Aprill 2011 Mis on termodünaamika üldiselt? Termodünaamika on füüsikaharu, mille uurimisobjektiks on soojus kui energiaülekandevorm ning selle seos töö ja siseenergiaga. Termodünaamikas on kesksel kohal soojusnähtused ja nendega seonduvad mõisted (soojushulk, temperatuur, entroopia, soojusmahtuvus jne). Termodünaamika II seadus Termodünaamika teine seadus käsitleb looduslike protsesside mittepööratavust. Tal on hulk omavahel ekvivalentseid sõnastusi. Termodünaamika teine seadus väljendab

    Füüsika
    TTK füüsika kordamisküsimused
    14
    docx

    TTK füüsika kordamisküsimused

    o Temperatuur (+ mõõtühikud) on füüsikaline suurus, mis iseloomustab süsteemi või keha soojuslikku olekut ehk soojusastet. Viimane vastuvõetud temperatuuriskaala defineerib nii rahvusvahelise Kelvini temperatuuri, mille tähiseks on T90 ja sümboliks K, kui ka rahvusvahelise Celsiuse temperatuuri, mille tähiseks on t90 ja sümboliks °C. T90/°C = T90/K - 273,15. o Termodünaamika I. printsiip (+ joonis) Süsteemile antud soojushulga ning süsteemi poolt tehtav töö on võrdne antud süsteemi siseenergia muuduga. Ei ole võimalik ehitada masinat, mis teeks tööd ilma väliskeskkonnast saadava soojuseta (energiata) ∆U = ∆Q + ∆A ∆ U – süsteemi siseenergia muut ∆ Q – süsteemile antud soojushulk ∆ A – süsteemi poolt tehtav töö

    Füüsika
    Termodünaamika II printsiip
    2
    docx

    Termodünaamika II printsiip

    muundunud soojuseks. Clausiuse sõnastusel on ka teine variant: soojus ei saa minna iseenesest külmalt kehalt kuumemale ehk ei ole võimalik niisugune protsess, mille ainsaks tulemuseks on soojuse ülekandumine külmemalt kehalt kuumemale. Näiteks vesi voolab iseenesest mäest alla ja vee mäkke viimiseks on vaja teha tööd. Gaas paisub ja täidab vaba ruumala, kuid isevooluliselt ei toimu tema ruumala vähenemine. William Thomson on termodünaamika II printsiibi sõnastanud aga nii: ei ole võimalik ehitada perioodiliselt töötavat masinat, mis muudaks pidevalt soojust tööks ainult ühe keha jahtumise arvel, nii et ümbritsevates kehades ei esineks mingeid muutusi, mis tähendab, et kogu soojust ei ole võimalik täielikult konverteerida tööks. Näiteks vesi voolab iseenesest mäest alla ja vee mäkke viimiseks on vaja teha tööd. Gaas paisub ja täidab vaba ruumala, kuid isevooluliselt ei toimu tema ruumala vähenemine.

    Füüsika
    Keemia alused-Termodünaamika
    6
    doc

    Keemia alused: Termodünaamika

    Nt. maht, energia, entroopia, entalpia. 50 grammil ainel on 2x rohkem siseenergiat kui 25 grammil ainel samadel tingimustel. 3. Defineerige süsteemi siseenergia. ­ Süsteemi summaarset võimet teha tööd nim tema siseenregiaks U. 4. Arvutage soojuse ja töö tõttu tekkiv siseenergia muutus. U=q+w q-eraldunud soojuse hulk ;w-paisumistöö 5. Arvutage gaasi paisumisega kaasnev töö, soojuse ja siseenergia muutus. w=-PexV (w=-nRTlnV2/V1)? 6. Sõnastage termodünaamika I seadus ja selgitage sellest seadusest tulenevaid järeldusi. ­ Isoleeritud süsteemi siseenergia on konstantne, energia jäävuse seadus, ei teki ega kao. Mitteisoleeritud süsteemi korral U=q+w, konstantsel ruumalal U=q. Üks järeldus sellest seadusest on, et energiahulk, mis voolab mingisse seadmesse, võrdub energiahulgaga, mis seadmest välja voolab. Võtame näiteks elektrilambi. Energia voolab elektrilampi elektri kujul. Kui

    Keemia alused




    Meedia

    Kommentaarid (0)

    Kommentaarid sellele materjalile puuduvad. Ole esimene ja kommenteeri



    Sellel veebilehel kasutatakse küpsiseid. Kasutamist jätkates nõustute küpsiste ja veebilehe üldtingimustega Nõustun