Termodünaamika (1)

Q: Mis on soojusmasinad ?

Vastus leiad õppematerjalist: Termodünaamika

Q: Milline on soojusmasinate ehituse ja töötamise põhimõte ?

Vastus leiad õppematerjalist: Termodünaamika

Q: Mida nimetatakse ideaalseks soojusmasinaks ?

Vastus leiad õppematerjalist: Termodünaamika

Q: Milles seisneb Van der Waasi võrrandi sisu ?

Vastus leiad õppematerjalist: Termodünaamika

Keskkool - Füüsika - Füüsika

5 VÄGA HEA

Esitatud küsimused

Mis on soojusmasinad ?
Milline on soojusmasinate ehituse ja töötamise põhimõte ?
Mida nimetatakse ideaalseks soojusmasinaks ?
Milles seisneb Van der Waasi võrrandi sisu ?

TERMODÜNAAMIKA

Tuletada ideaalse gaasi siseenergia valem ja sõnastada lõpptulemus.
Ideaalse gaasi siseenergia ei sõltub ainult temperatuurist ning ei sõltu gaasi ruumalast ega rõhust.

Kirjuta energia jäävuse seaduse üldine sõnastus.
Energia ei teki ega kao, ta võib vaid muunduda ühest liigist teise ning kanduda ühelt kehalt teisele.

Tuletada ideaalse gaasi poolt tehtava töö seos gaasi ruumala isobaarilisel muutumisel.
Gaas saab teha tööd siseenergia arvelt. Olgu kolvis oleva gaasi rõhk p ning selle ristlõikepindala S. Leiame mehaanilise töö gaasi paisumisel .Eeldame, et tegu on isobaarilise protsessiga.

Põhjenda, millal teeb gaas

Positiivset tööd

Negatiivset tööd gaasi ruumala isobaarilisel muutumisel.
Gaas teeb positiivset tööd, kui gaasi ruumala muut on positiivne, ehk selle paisumisel. Gaasi töö on negatiivne, kui gaasi ruumala muut on negatiivne, ehk kui gaasi tõmbub kokku.

Põhjenda, millal teeb välisjõud

Positiivset tööd

Negatiivset tööd gaasi ruumala isobaarilisel muutumisel.
Välisjõud teeb positiivset tööd, kui gaasi ruumala muut on negatiivne, st gaas tõmbub kokku, välisjõu töö on negatiivne, kui gaasi ruumala muut on positiivne ehk kui gaas paisub.

Gaasi ruumala muutumisel gaasi poolt tehtud töö geomeetriline tõlgendus.
Gaasi oleku muutumisel I-st II-e on gaasi poolt tehtav töö arvuliselt võrdne pV-teljestiku graafiku ning p ja V-telje vahelise kujundi pindalaga.

Kirjuta energia jäävuse ja muundumise seaduse valem ja sõnastus soojusnähtuste teoorias (TD I P).
Gaasi siseenergia muut on võrdne sellele antud või ära võetud soojushulga ja gaasi poolt tehtud töö algebralise vahega.

Termodünaamika I printsiibist tulenevad järeldused (ka tuletuskäik ning põhjendused)

Isohoorilisel protsessil

Isohoorilise protsessi korral kulub gaasile antav/ära võetav soojushulk selle siseenergia muutmiseks.

Isotermilisel protsessil

Isotermilise protsessi korral kulub gaasile antav soojushulk selle poolt tehtavaks tööks.

Isobaarilisel protsessil

Isobaarilise protsessi korral kulub soojushulga muutus nii süsteemi siseenergia muutuseks kui ka gaasi poolt tehtavaks tööks, kuna soojushulga muutus ei sõltu süsteemi rõhust.

Adiabaatilisel protsessil

Adiabaatilises protsessis saab gaas mehaanilist tööd teha vaid oma siseenergia kahanemise arvelt.

Sõnasta termodünaamika II printsiip – Soojusenergia saab iseeneslikult kanduda vaid soojemalt kehalt külmemale, vastupidine protsess on võimalik ainult juhul, kui selleks tehakse täiendavat tööd (kulutatakse täiendavat energiat).

Mis on soojusmasinad ?
SOOJUSMASINATEKS nimetatakse soojusenergiat mehaaniliseks energiaks muundavaid mehanisme/süsteeme (nad teevad mehaanilist tööd soojusenergia arvelt).

Milline on soojusmasinate ehituse ja töötamise põhimõte ?
Soojendi eesmärgiks on anda töötavale kehale soojusenergiat, mille arvelt teeb töötav keha kasulikku mehaanilist tööd. Osa soojendi poolt antud energiast jääb jääb töökeha poolt kasutamata ning see antakse jahutile. Selle tagajärjel läheb töökeha oma algasendisse tagasi.

Mida nimetatakse ideaalseks soojusmasinaks ?
IDEAALSEKS SOOJUSMASINAKS nimetatakse soojusmasinat, mille tööd tegevaks kehaks on ideaalne gaas.

Kirjuta reaalse soojusmasina kasuteguri valem ning tähtede tähendused.
A – soojusmasina tehtav mehaaniline töö
 - soojusmasina kasutegur
Q1 – soojendi poolt töökehale antav soojushulk
Q2 – töökeha poolt jahutile antav soojushulk

Kirjuta ideaalse soojusmasina kasuteguri valem ning tähtede tähendused.
T1 – soojendi temperatuur
T2 – jahuti temperatuur

Kirjuta Carnot teoreemi (järelduse) sõnastus.
Ühegi reaalse soojusmasina kasutegur ei saa olla suurem samas temperatuurivahemikus töötava ideaalse soojusmasina kasutegurist.

P – gaasi rõhk
V – gaasi ruumala
B – gaasi ruumala see osa, mille täidaksid lõplike mõõtmetega molekulid
- gaasi sisetõhku väljendav suurus, mille
tingib molekulide omavaheline tõmbumine.
Kirjuta Van der Waasi võrrand ning selles esinevate tähtede tähendused.

Milles seisneb Van der Waasi võrrandi sisu ?
Van der Waalsi võrrandi sisu seisneb selles, et reaalse gaasi puhul peame arvestama, et molekulidel on lõplikud mõõtmed ning esineb nendevaheline tõmbumine.
SISEENERGIA – energia, mida keha omab tänu teda moodustavate molekulide või aatomite liikumisele ja vastastikmõjudele ning ta on võrdne molekulide keskmise kineetilise ja potentsiaalse energia summaga , kusjuures Ek mõõdetakse keha endaga seotud taustsüsteemis. Selle muutumise viisideks on soojusülekanne ja mehaaniline töö. Soojusülekande liigid: Konvektsioon – füüsikaline nähtus, mille korral soojusülekanne toimub keha moodustatava ainekoguse ümberpaiknemise tõttu. Soojuskiirgus – füüsikaline nähtus, mille korral soojusülekanne toimub kiirguse vahendusel. Soojusjuhtivus – füüsikaline nähtus, mille korral soojusülekanne toimub kehade vahetu kontakti kaudu.
SOOJUSHULK – füüsikaline suurus, mis on võrdne keha selle siseenergiaga, mida keha saab/kaotab soojusülekandel juhul, kui mehaanilist tööd ei tehta ning ei toimu keemilist reaktsiooni.
SOOJUSHULGA ARVUTUSVALEM sel juhul, kui keha temp. muutub, kuid agregaatoleku muutust ei esine.
m-keha mass, c-keha erisoojus , tL-keha lõpptemp., tA-keha algtemp. SI-s mõõdetakse soojushulka ja energiat džaulides, kuid 1 J defineeritakse kui mehaanilise töö ühik.
ERISOOJUS – füüsikaline suurus, mille väärtus sõltub keha materjalist ning ta on arvuliselt võrdne selle soojushulgaga, mida on vaja anda kindla massiga kehale selleks, et keha temp. tõuseks ühe kraadi võrra, sel juhul, kui ei toimu agregaatoleku muutust.
SI-s on erisoojuse ühikuks võetud sellise aine erisoojus, millest valmistatud keha temp. tõstmiseks 1K võrra, tuleb sellele kehale anda soojushulk 1J, juhul kui keha mass on 1 kg ja seda ühikut nim. üheks džauliks kilogramm -kraadi kohta
Sageli kasutatakse ka süsteemiväliseid mõõtühikuid soojushulga jaoks: 1kcal ja 1cal (1kcal=103 cal). 1kcal on soojushulk, mis on vajalik anda 1 kg veele selleks, et selle temp. tõuseks ühe kraadi võrra. 1cal on soojushulk, mis on vajalik anda 1g veele, et selle temp. tõuseks ühe kraadi võrra. 1cal = 4,2J 1kcal = 4200J
SOOJUSMAHUTAVUS – füüsikaline suurus, mille väärtus sõltub keha materjalist ja massist ning ta on võrdne sellise soojushulgaga, mis on vajalik antud keha temp. tõstmiseks ühe kraadi võrra juhul, kui ei toimu agregaatoleku muutust.
Aine agregaatolekute põhiomadused:
a) tahkete kehade ehk tahkiste põhiomaduseks on säilitada oma kuju ja ruumala.
b) vedelike põhiomaduseks on ruumala säilitamine, kuid nad on voolavad , st nad ei säilita kuju, vaid võtavad alati anuma kuju.
c)gaaside põhiomaduseks on kuju ja ruumala säilitamine, st nad täidavad alati kogu ruumi.
Tahkumine – füüsikaline suurus, mille korral keha agregaatolek muutub vedelikust tahkiseks, kusjuures keha temp. ei muutu, kuid keha siseenergia väheneb.
Sulamine – füüsikaline nähtus, mille korral keha agregaatolek muutub tahkest vedelikuks, kusjuures keha temp. ei muutu, kuid keha siseenergia suureneb.
Kondenseerumine – füüsikaline nähtus, mille korral keha agregaatolek muutub gaasilisest vedelikuks, kusjuures keha temp. ei muutu, kuid siseenergia väheneb.
Aurustumine – füüsikaline nähtus, mille korral keha agregaatolek muutub vedelikust gaasiliseks, kusjuures keha temp. ei muutu, kuid siseenergia suureneb.
Sublimatsioon – füüsikaline nähtus, mille korral keha agregaatolek muutub tahkest gaasiliseks, jättes vahele vedeliku faasi, kusjuures keha temp. ei muutu, kuid siseenergia suureneb.
Kristallisatsioon – füüsikaline nähtus, mille korral keha agregaatolek muutub gaasilisest tahkeks , jättes vahele vedeliku faasi, kusjuures keha temp. ei muutu, kuid siseenergia väheneb.
Antud valemiga saab arvutada soojushulka, mis on vajalik anda kehale sellekes, et keha sulamistemperatuuril sulatada (ehk soojushulk, mis vabaneb vedeliku tahkestumisel sulamistemperatuuril). -keha materjali sulamissoojus , -keha mass, + sulatamisel, -tahkestumisel.
(sulamine) (tahkumine) SULAMIS/TAHKUMISSOOJUS – füüsikaline suurus, mille väärtus sõltub ainest ning mis on arvuliselt võrdne selle soojushulgaga, mis on vajalik ühikulise massiga tahke keha sulatamiseks/vedeliku tahkestamiseks sulamis/tahkumistemperatuuril.
, sulamisel
SI-s on sulamissoojuse õhikuks võetud sellise tahke aine sulamissoojus, mille korral tahke keha, mille mass on 1kg, sulatamiseks sulamistemperatuuril on vaja kehale anda soojushulk 1J ja seda ühikut nim. üheks džauliks kg kohta.
Vedelik aurustub igasugusel temperatuuril ning mida kõrgem on vedeliku temp., seda väiksem soojushulk tuleb sama koguse vedeliku aurustumiseks vedelikule juurde anda, kuid tabelites antakse tavaliselt vedeliku aurustumissoojused keemistemperatuuril.
Antud valemiga saab arvutada soojushulka, mis on vajalik vedelikule juurde anda vedeliku aurustamiseks kindla temp. juures (ehk soojushulk, mis vabaneb auru kondenseerumisel antud kindla temp. juures). L-keha materjali aurustumissoojus, m-keha mass, + aurustumisel, -kondenseerumisel.
(aurustumine) (kondenseerumine) AURUSTUMIS /KONDENSEERUMISSOOJUS – füüsikaline suurus, mille väärtus sõltub ainest ja selle temperatuurist ning on arvuliselt võrdne selle soojushulgaga, mis on vajalik anda ühikulise massiga vedeliku/auru aurutumiseks/kondenseerumiseks antud jääval temperatuuril. , aurustumisel
SI-s on aurustumissoojuse ühikuks võetus sellise vedeliku aurustumissoojus, mille korral antud vedeliku, mille mass on 1kg, aurustumiseks antud jääval temperatuuril, kulub soojushulk 1J jas seda ühikut nim. üheks džauliks kg kohta.
KÜTUSE KÜTTEVÄÄRTUS – füüsikaline suurus, mille väärtus sõltub kütuse liigist ja mis on võrdne selle soojushulgaga, mis vabaneb ühe massiühiku antud kütuse täielikul põlemisel.
SI-s on kütteväärtuse ühikuks võetud sellise kütuse kütteväärtus, mille korral 1kg antud kütuse täielikul põlemisel vabaneb soojushulk 1J ja seda ühikut nim. üheks džauliks kg kohta.
Soojuslik tasakaal tuleneb termodünaamika I seadusest ja energia jäävusest. Soojusliikuks tasakaaluks nim. olukorda, kus vaadeldavas süsteemis olevate kehade vaheline soojusülekanne kestab seni, kuni nende kehade siseenergiad võrdsustuvad. Soojuslikku tasakaalu saab väljendada võrrandiga: , kus
on soojusülekande tulemusel ühtedele kehadele antavad ja teistelt kehadelt võetavad soojushulgad.

.DOC Laadi alla originaalfail 4 lk · .doc · 56 allalaadimist

50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.

~ 4 lehte Lehekülgede arv dokumendis

2009-05-17 Kuupäev, millal dokument üles laeti

56 laadimist Kokku alla laetud

1 arvamus Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid

RihoMarkna Õppematerjali autor

füüsika termodünaamika

Sarnased õppematerjalid

doc

Termodünaamika alused ( kokkuvõte)

kehalt soojemale kehale. Näiteks kui vaadelda süsteemi olekuid, siis võib termodünaamika II printsiipi sõnastada: suletud süsteem püüab üle minna korrastatud olekust korrastamata olekusse. Süsteemi korrastatust iseloomustatakse entroopia abil. Mida korrastatum on süsteem, seda väiksem on entroopia ja vastupidi. Tavaliselt kasutatakse entroopia S asemel S, mis leitakse valemist: S= Q / T (Q-ülekantav soojushulk, T- süsteemi temp.) Entroopia mõistet kasutades on termodünaamika II printsiip: entroopia kasvab suletud süsteemis toimuvate soojuslike protsesside käigus.( S0). Aine ehituse alused Gaasid Reaalsed gaasid, millega igapäevaelus kokku puutume, erinevad ideaalsest gaasist selle poolet, et nende molekule ei käsitleta punktmassidena ja arvastatakse molekulide vahel mõjuvat tõmbejõudu. Reaalse gaasi käitumist kirjeldab reaalse gaasi võrrand nn. van der Waalsi võrrand: (p+ m2/M2 a / V2)(V- m/M b)= m / M RT (p- gaasi rõhk, m- mass,

Füüsika

odt

Füüsika 10. klassi teemad

Soojusvahetusel keha sees toimuvad protsessid- KEHA SOOJENEB KEHA JAHTUB · Molekulide kiirus suureneb ja · Molkulide kiirus väheneb ja väheneb suureneb nende kineetiline energia nende kineetiline energia · Keha siseenegia suureneb · Keha siseenergia väheneb · Temperatuur tõuseb · Temperatuur langeb Termodünaamika alused 1. Füüsikaliste suuruste tähised ja SI-süsteemi ühikud: Ruumala V m3 Erisoojus c J/kg*K Soojushulk Q J Abs. Temp T K Siseenergia U J Kasulik töö Akas J Töö A J Kasutegur %

Füüsika

pdf

Termodünaamika fysa

teiste kehade poolt vastu võetud soojushulkade summa on null: Q1 + Q2 + Q 3 + … + Q n = 0 , kus saadud soojushulgad on positiivsed, ära antud – negatiivsed. Sellist võrrandit nimetatakse soojusliku tasakaalu võrrandiks ja kehtib kehade isoleeritud süsteemis, kus puudub soojusvahetus süsteemiväliste kehadega või keskkonnaga. Termodünaamika (TD) I seadus TD I seadus väljendab energia jäävuse seadust soojuslikel protsessidel. Termodünaamika seaduste avastamine pani aluse soojusmasinate loomisele. Soojusmasin on masin, mis teeb mehaanilist tööd soojusenergia arvel. Keha, mille poolt avaldatavad jõud teevad tööd, nimetatakse töötavaks kehaks. Aurumasinates on töötavaks kehaks veeaur, sisepõlemismootorites kütuse põlemisgaasid. Ajalooliselt on termodünaamika seadusi sõnastatud erinevalt. Üks võimalik sõnastus, millele vastab valem võimaldab teha arvutusi, on järgmine:

Kategoriseerimata

doc

Füüsika kordamine 10.klass

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.

Füüsika

docx

Füüsika - ENERGIA

valem: Q=L·m (m-mass; Q- soojushulk, L-aurustumissoojus). Aurumissoojus näitab soojushulka, mis on vajalik 1kg aine aurustumiseks jääval temperatuuril. Kui jäävaks temperatuuriks on võetud keemistemperatuur, siis nim suurust L ka keemissoojuseks. Põlemisega kaasneb intensiivne soojuse eraldumine, temperatuuri järsk tõus ja harilikult ka valgusnähtused (leek). valem: Q=k·m (k-kütteväärtus). Kütteväärtus on soojushulk, mis vabaneb 1kg-i kütuse täielikul ära põlemisel. Termodünaamika I seadus: süsteemile antud soojushulga arvel suureneb tema siseenergia ning süsteem teeb välisjõudude ületamiseks tööd. valem: Q=U+A, (Q-soojushulk 1J; U-siseenergia muut, 1J; A-töö 1J). Termodünaamika II seadus: on võimatu selline protsess, mille ainus tulemus oleks soojuse üleminek külmemalt kehalt soojemale. Pööratav protsess on protsess, mida saab tagasi pöörata, (nt. vesi tahkub jääks ja sulab tagasi veeks). Pöördumatu protsess on protsess, mis

Füüsika

pdf

TERMODÜNAAMIKA ALUSED

KOOLIFÜÜSIKA: SOOJUS 2 (kaugõppele) 5. TERMODÜNAAMIKA ALUSED 5.1 Termodünaamika I seadus Termodünaamika I seadus annab seose kehale antava soojushulga, keha siseenergia ja paisumistöö vahel Q = U + A , kus Q on juurdeantav soojushulk, U siseenergia muut ja A paisumistöö. Juhul kui keha saab väljastpoolt mingi soojushulga, on Q positiivne ( Q > 0), juhul kui keha annab ära mingi soojushulga, on Q negatiivne ( Q < 0). Juhul kui keha teeb paisumisel (kasulikku) tööd, on A positiivne ( A > 0), juhul kui aga keha

Füüsika

pdf

TERMODYN

KOOLIFÜÜSIKA: SOOJUS 2 (kaugõppele) 5. TERMODÜNAAMIKA ALUSED 5.1 Termodünaamika I seadus Termodünaamika I seadus annab seose kehale antava soojushulga, keha siseenergia ja paisumistöö vahel Q = ∆U + A , kus Q on juurdeantav soojushulk, ∆U siseenergia muut ja A paisumistöö. Juhul kui keha saab väljastpoolt mingi soojushulga, on Q positiivne ( Q > 0), juhul kui keha annab ära mingi soojushulga, on Q negatiivne ( Q < 0). Juhul kui keha teeb paisumisel (kasulikku) tööd, on A positiivne ( A > 0), juhul kui aga keha

Kategoriseerimata

pdf

Füüsika ülesanded

KOOLIFÜÜSIKA: SOOJUS 2 (kaugõppele) 5. TERMODÜNAAMIKA ALUSED 5.1 Termodünaamika I seadus Termodünaamika I seadus annab seose kehale antava soojushulga, keha siseenergia ja paisumistöö vahel Q = ∆U + A , kus Q on juurdeantav soojushulk, ∆U siseenergia muut ja A paisumistöö. Juhul kui keha saab väljastpoolt mingi soojushulga, on Q positiivne ( Q > 0), juhul kui keha annab ära mingi soojushulga, on Q negatiivne ( Q < 0). Juhul kui keha teeb paisumisel (kasulikku) tööd, on A positiivne ( A > 0), juhul kui aga keha

Kategoriseerimata

Rohkem sarnaseid

Kommentaarid (1)

Ott Sõerumäe: Parim materjal üldse!!!!! Suured, suured tänud sulle selle materjali eest!! Kõik oluline, mida vaja teada(vähemalt 10-ndas klassis) termodünaamika kohta on siin ilusasti olemas!

04:45 24-05-2012

Kõik kommentaarid

.DOC Laadi alla originaalfail 4 lk