1. Mõisted kiirus, kiirendus, jõud, töö, energia, rõhk, võimsus ja nende SI süsteemis kasutatavad !ühikud. Mool, gaaside universaalkonstant R ja elektrolüüsi nähtuste kirjeldamisel kasutatav Faraday konstant F. a) Kiirus näitab, kui suure teepikkuse/vahemaa läbib keha ühes ajaühikus mööda trajektoori. Kiirust mõõdame tavaliselt km/h (loe kilomeetrit tunnis), m/s (loe meetrit sekundis) b) Kiiruse muutumist iseloomustab kiirendus. Kiirendus näitab kuipalju kiirus muutub ajaühikus. K!iirenduse SI-ühik on üks meeter sekundi ruudu kohta (m/s2). a=∆v/∆t
3. Mis on mudel füüsikas? Tooge kaks näidet kursusest. Mudel on keha või nähtuse kirjeldamise lihtsustatud vahend, mis on varustatud matemaatiliste võrranditega. Mudel võimaldab kirjeldada füüsikalise obiekti antud hetkel vajalikke omadusi tõsiteaduslikult. Näiteks: ainepunkt, absoluutselt elastne keha 14. Mis on vektorite vektorkorrutis? Joonis ja kaks näidet kursusest. 18. Lähtudes kiirenduse ja kiiruse definitsioonist, tuletage liikumisvõrrand. 38. Tõestage, et isoleeritud süsteemi koguenergia on jääv, lähtudes alljärgnevast süsteemi määratlusest. 65. Kasutades alljärgnevat joonist, tuletage harmooniliselt võnkuva keha võrrand so. liikumisvõrrand ja perioodi arvutamise valem. 93. Lähtudes alljärgnevatest seostest, tuletage Boltzmanni jaotusseadus. Ellimineerige ka gaasi universaalkonstant.
protsessi oleku kirjeldamiseks. Tehke graafik. 89. Lähtudes ideaalse gaasi olekuvõrrandist, leidke seos isobaarilise protsessi oleku kirjeldamiseks. Tehke graafik. 90. Lähtudes joonisest, tuletage molekulaarkineetilise teooria põhivõrrand. 91. Lähtudes Maxwelli jaotusseadusest, leidke tõenäoseim kiirus. 92. Lähtudes alljärgnevatest seostest, tuletage baromeetriline valem. 93. Lähtudes alljärgnevatest seostest, tuletage Boltzmanni jaotusseadus. Ellimineerige ka gaasi universaalkonstant. 94. Mis võrrandiga on tegemist? Seletage tähised. 95. Mis võrrandiga on tegemist? Seletage tähised. 96. Mis võrrandiga on tegemist? Seletage tähised. 97. Mis on vabadusastmed ideaalse gaasi molekulidele rakendatuna? 98. Teades ühe vabadusastme kohta tulevat energiat, andke ideaalse gaasi siseenergia valem. 99. Milline on termodünaamika I seadus? Valem ja tähiste seletused. 100. Lähtudes töö valemist, tuletage gaasi töö valem. 101
Siseenergia on aineosakeste energia(nii aineosakeste kineetiline kui ka potentsiaalne energia). U= 3/2 ·m/M ·R·T. (U-siseenergia, 1J; m-mass, 1kg; M-molaarmass; R-gaasi universaalkonstant; T-temp, 1K; R=8,31J/mol·K) Siseenergia muutmise kaks viisi: 1)mehaanilist tööd tehes(nt. hõõrumine, tagumine, muljumine), 2)soojusülekanne(lusikas kuuma tee sees, saunas käimine). Soojusjuhtivus levib energia kandub osakeselt osakesele põrkumise teel, (nt. lusikas kuuma vette, raudnael lõkkel). Konvektsioon levib soojus levib ühelt kehalt teisele liikuva ainega (nt. õhu ringlus toas, tuule liikumine, tõmme korstnas). Soojuskiirgus levib energia levib kiirguse teel, (nt
mõõteviga · Mõõtmine on toiming, mille käigus tehakse kindlaks mõõdetava suuruse ja teise, ühikuks valitud suuruse suhe. · Igal füüsikalisel suurusel on oma mõõtühik. Mõõtühikud, mõõtmine ja mõõteviga SI põhi- ja täiendavad ühikud on defineeritud järgmiselt: · 1 meeter (m) on pikkus, mille valgus läbib vaakumis 1/c sekundiga, kus valguse kiirus c = 299 792 458 m/s on ühikusüsteemist sõltumatu universaalkonstant. · 1 sekund (s) on võrdne 133CS aatomi elektronide ja tuuma vastastikmõjust tingitud kiirguse 9 192 631 770 perioodiga. · 1 kilogramm (kg) on võrdne kilogrammi rahvusvahelise prototüübi massiga. Mõõtühikud, mõõtmine ja mõõteviga · 1 amper (A) on võrdne selle elektrivoolu tugevusega, mis kahte lõpmata pikka ja paralleelset, teineteisest 1m kaugusel vaakumis olevat kaduvväikese läbimõõduga sirgjuhet läbides, tekitab juhtmete vahel
Tähis U. Temperatuur: füüsikaline suurus, mis iseloomustab keha soojuslikku seisundit ja on määratud keha molekulide soojusliikumise kineetilise energiaga. Soojushulk: soojusülekandel üleantav energiahulk. Q=cmt Gaasi rõhk: on tingitud gaasimolekulide põrgetest vastu anuma seinu. Ideaalse gaasi olekuvõrrand: antud gaasikoguse rõhu ja ruumala korrutis on võrdne absoluutse temperatuuriga. (pV)/T=(m/M)R (m gaasi mass, M molaarmass, R gaasi universaalkonstant R=8,31 J/(molkK) Isoprotsessid: 1. Isotermilise protsessi käigus ei muutu gaasi temperatuur; 2. Isobaarilise protsessi käigus ei muutu gaasi rõhk. 3. Isohoorilise protsessi käigus ei muutu gaasi ruumala. Termodünaamika esimene seadus: süsteemi siseenergia muut on võrdne välisjõudude töö ja süsteeile antud soojushulga summaga. Soojusmasin: siseenergiat mehaaniliseks energiaks muutev seade. Soojusmasina kasutegur: näitab, kui suure osa juurdeantavast soojusenergiast muundab masin
m v =m v + p m v = -m v + p p = 2m v 91. Lähtudes Maxwelli jaotusseadusest, leidke tõenäoseim kiirus. mv 2 dn m 32 - 2 kT =( ) e 4v 2 n0 dv 2kT 92. Lähtudes alljärgnevatest seostest, tuletage baromeetriline valem. 93. Lähtudes alljärgnevatest seostest, tuletage Boltzmanni jaotusseadus. Ellimineerige ka gaasi universaalkonstant. 94. Mis võrrandiga on tegemist? Seletage tähised. d M = -D S t dx 95. Mis võrrandiga on tegemist? Seletage tähised. 96. Mis võrrandiga on tegemist? Seletage tähised. 97. Mis on vabadusastmed ideaalse gaasi molekulidele rakendatuna? Vabadusaste on keha sõltumatu liikumine. Sõltumatu siis teistest liikumistest. Näitab, mitme telje suunas keha saab liikuda. Molekuli vabadusaste ideaalses gaasis on 3. 98
faas – ühtlane süsteemi osa, mis on teistest osadest eralduspinnaga lahutatud ning erineb keemilis-füüsiliste omaduste poolest olekuparameetrid – iseloomustavad süsteemi termodünaamilist olekut (p, T, V, n) olekuvõrrand – iseloomustab olekuparameetrite vahelisi seoseid nt ideaalne gaas – puuduvad osakeste mõõtmed/ruumala (osakesed on punktid) ning osakestevaheline vastastikmõju pV = nRT R – gaasi universaalkonstant; R = 8.314 J/molK (ehk 0.0820 dm3atm/molK); R = poVo/To; po – normaalrõhk (1 atm. ehk 101 325 Pa), To – normaaltemperatuur (0 °C ehk 273.15 K), Vo – molaarruumala normaaltingimustel (22.4 dm3/mol). olekufunktsioonid – funktsioonid, mis sõltuvad olekuparameetritest (siseenergia U, entalpia H, entroopia S, vabaenergia G). on määratud süsteemi olekuga, mitte sellega, kuidas see olek on saavutatud.
1 K = 1 °C. Tasakaaluline olek- Olekuvõrrand annab seose kolme suuruse - gaasi olekuparameetrite p,V ja T vahel tasakaaluolekus. Üldse räägitakse termodünaamikas mitte gaasist endast, vaid selle olekust, mõeldes viimase all olekuparameetrite väärtuste komplekti. Olekuparameetrite muutumist nimetame termodünaamikas protsessiks; kui see on väljendatav tasakaaluolekute ajalise järgnevusena, on protsess tasakaaluline. Gaasi universaalkonstant- gaasi universaalkonstant R on töö, mida teeb 1 mool gaasi isobaarilisel paisumisel kui temperatuur tõuseb 1K võrra. Absoluutne ja relatiivne niiskus- Suhteline ehk relatiivne niiskus on õhus leiduva veeauru koguse ja selles õhuosas samadel füüsikalistel tingimustel maksimaalselt sisalduda võiva veeauru koguse suhe.Relatiivset niiskust võib defineerida ka kui füüsikalist suurust, mis näitab, millise osa moodustab absoluutne niiskus sellest niiskusest, mis antud temperatuuril küllastaks
Lorentzi koordinaatide teisendused: gaasi universaalkonstant. 8,31 . Kõrvutame seda võrrandit ideaalse gaasi olekuvõrrandiga. Milline on punkti võnkumine? See on samasihiliste võnkumiste liitmine. Osakame juba:
Ahelreaktsiooni toimumiseks peab olema mingi kriitiline mass tekib tuuma plahvatus. 4. Gaaside rõhuühikud, def ja erinevused? 5. Mis on soojus ja temperatuuri ühikud? Kuidas arvutatakse °C antud temperatuur Kelvinitesse? Miks °K kraade kasutatakse? Ühikud : C°, K° ja F° [°C] = [K] - 273.15 Teaduses ilmselt. 6. Gaasiparameetrid ja kui suured on nende normaal parameetrid/väärtused? Parakad on Rõhk, Temperatuur ja Ruumala. 7. Gaaside universaalkonstant ja kuidas arvutatakse? 8. Mis on erisoojus, sulamissoojus ja ühikud? Erisoojus c on soojushulk, mis tuleb anda ühele massiühikule, et tõsta ta temperatuuri ühe kraadi võrra. Ühik 1 J Sulamissoojus on soojushulk , mis on tarvis anda ühele massiühikule tahkele ainele sulamistemperstuuril tema sulatamiseks. Ühik 1 J/kg
Kineetika 11. Reaktsiooni kiiruse sõltuvus temperatuurist, van’t Hoffi reegel ja Arrheniuse empiirilised võrrandid Keemiliste reaktsioonide kiirus kasvab temperatuuri tõustes. Van`t Hoffi reegel: Temperatuuri tõstmisel 10 kraadi võrra, suureneb keemilise reaktsiooni kiirus 2 kuni 4 korda. Arrheniuse empiiriline võrrand: k = Ae-E/RT (kus k on reaktsiooni kiiruskonstant, A on konstant, E on aktiveerimisenergia ja R – gaasi universaalkonstant.) 12. Homogeense ja heterogeense katalüüsi näiteid . Homogeenne katalüüs 2SO2 + 2NO2 = 2SO3 + 2NO 2NO + O2= 2NO2 2SO2 + O2 + (NOx ) =2SO3 Heterogeenne katalüüs C2H4 + H2 + (Ni) = C2H6 13. Mis on keemilise reaktsiooni järk? Milline on reaktsiooni kiirus 0.-ndat ja 1.-st järku reaktsioonides (graafikute abil)? Mis on iseloomulik 2. järku reaktsioonidele (võrdlus 1. järku reaktsiooniga)?
Molaarmass on 1 mooli aine mass grammides. 86. Mis on ideaalne gaas? Ideaalne gaas on mudel, mis võimaldab klassikalise füüsika seisukohalt vaadelda suurt hulka mikroosakesi (molekule) ja ühi- tada nad makrosuurusteks, mida saab mõõta. Molekulid loetakse ainepunktideks ning nende põrked omavahel ja mahuti seintega loetakse absoluutselt elastseks (energiat ei kao). Olekuvõrrand: kus gaasi universaalkonstant. 87. Lähtudes ideaalse gaasi olekuvõrrandist, leidke seos isotermilise protsessi oleku kirjeldamiseks. Tehke graafik. Isotermilises protsessis: ( ) isoterm 88. Lähtudes ideaalse gaasi olekuvõrrandist, leidke seos isohoorilise protsessi oleku kirjeldamiseks. Tehke graafik. Isohoorilises protsessis:
faas ühtlane süsteemi osa, mis on teistest osadest eralduspinnaga lahutatud ja erineb teistest osadest oma füüsikalis-keemiliste omaduste poolest; olekuparameetrid iseloomustavad süsteemi termodünaamilist olekut: temperatuur (T), rõhk (p), ruumala (V), aine hulk (koostis) (n); olekuvõrrandid olekuparameetrite vahelised seosed. Ideaalse gaasi olekuvõrrand (Clapeyroni-Mendelejevi võrrand): pV = nRT , R gaasi universaalkonstant; R = 8.314 J/molK (ehk 0.0820 dm atm/molK); 3 R = poVo/To; po normaalrõhk (1 atm. ehk 101 325 Pa), To normaaltemperatuur (0 °C ehk 273.15 K), Vo molaarruumala normaaltingimustel (22.4 dm3/mol). Olekufunktsioonid funktsioonid, mis sõltuvad olekuparameetritest, nt. siseenergia (U), entalpia (H), entroopia (S), vabaenergia (G); on määratud süsteemi olekuga ega sõltu sellest, kuidas see olek on saavutatud.
faas – ühtlane süsteemi osa, mis on teistest osadest eralduspinnaga lahutatud ja erineb teistest osadest oma füüsikalis-keemiliste omaduste poolest; olekuparameetrid – iseloomustavad süsteemi termodünaamilist olekut: temperatuur (T), rõhk (p), ruumala (V), aine hulk (koostis) (n); olekuvõrrandid – olekuparameetrite vahelised seosed. Ideaalse gaasi olekuvõrrand (Clapeyroni-Mendelejevi võrrand): pV = nRT , R – gaasi universaalkonstant; R = 8.314 J/mol⋅K (ehk 0.0820 dm ⋅atm/mol⋅K); 3 R = poVo/To; po – normaalrõhk (1 atm. ehk 101 325 Pa), To – normaaltemperatuur (0 °C ehk 273.15 K), Vo – molaarruumala normaaltingimustel (22.4 dm3/mol). Olekufunktsioonid – funktsioonid, mis sõltuvad olekuparameetritest, nt. siseenergia (U), entalpia (H), entroopia (S), vabaenergia (G);
Gaasidega tegeledes on valemites kasutusel mõõtühikuna kelvini kraad K, mis on võrdne 273°C. · Gaasi olekuvõrrand: rakendused, isoprotsessid. Ideaalse gaasi olekuvõrrand, mis on tuntud Clapeyroni-Mendelejevi võrrandi nime all: , kus p on rõhk (Pa), V on ruumala (m3), T on temperatuur (°K), z on aine kogus moolides (mool), R on gaasi universaalkonstant (R=8,314J/moolK), m on aine hulk grammides (1g=10-3kg), on aine molaarmass (gmool). Olekuvõrrand annab seose gaasi olekuparameetrite p,V ja T vahel tasakaaluolekus. Isoprotsessideks nimetatakse selliseid gaasi olekuvõrrandeid, kus üks parameetritest (temperatuur, rõhk, ruumala) jääb muutumatuks. Konstantsel temperatuuril toimuvat nimetame isotermiliseks, konstantses ruumalas toimuvat
protsessi oleku kirjeldamiseks. Tehke graafik. 89. Lähtudes ideaalse gaasi olekuvõrrandist, leidke seos isobaarilise protsessi oleku kirjeldamiseks. Tehke graafik. 90. Lähtudes joonisest, tuletage molekulaarkineetilise teoooria põhivõrrand. 91. Lähtudes Maxwelli jaotusseadusest, leidke tõenäoseim kiirus. 92. Lähtudes alljärgnevatest seostest, tuletage baromeetriline valem. 93. Lähtudes alljärgnevatest seostest, tuletage Boltzmanni jaotusseadus. Ellimineerige ka gaasi universaalkonstant. 94. Mis võrrandiga on tegemist? Seletage tähised. See on Fick'i seadus. D on difusioonikoefitsient. D on võrdne massiga, mis kantakse üle ajaühikus läbi ühikulise pinna ühikulise tiheduse gradiendi korral gradientvektori sihis. Massikradient Läbi pinnaelemendi S, pinnanormaali sihis tiheduse muutuse korral kantakse üle massimuutus M aja t jooksul. 95. Mis võrrandiga on tegemist? Seletage tähised. Soojusjuhtivus See on soojushulga Q liikumine kõrgema
· Isohooriline protsess on isoprotsess, mis toimub jääval ruumalal, . · Isoprotsesse kirjeldavad võrrandid saadakse lähtudes ideaalse gaasi olekuvõrrandist: . · · · · · isotermiline protsess isobaariline protsess isohooriline protsess · 13. Gaaside moolsoojused. · Moolsoojus jääval ruumalal: soojushulk, mis kulub 1 mooli gaasi soojendamiseks 1K võrra jääval ruumalal. · Moolsoojus jääval rõhul: . · Gaasi universaalkonstant R töö, mida 1 mool gaasi teeb isobaarilisel paisumisel, kui seda soojendatakse 1K võrra. · 14. Pööratavad ja pööramatud protsessid. Entroopia. Termodünaamika II seadus. · Termodünaamika II seadus: isoleeritud süsteemi entroopia ei saa kahaneda. · Entroopia (S) ehk taandatud soojushulk soojushulk, mis tuleb ühe ülekandetemperatuuri kraadi kohta (). Mikroskoopilisest seisukohast iseloomustab entroopia süsteemi korrapärasust, samuti energia kvaliteeti.
h dh p dp p V m R T m p V R T 88) Lähtudes alljärgnevatest seostest, tuletage Boltzmanni jaotusseadus. Ellimineerige ka gaasi universaalkonstant. 89) Mis võrrandiga on tegemist? Seletage tähised. See on Fick’i seadus. D on difusioonikoefitsient. D on võrdne massiga, mis kantakse üle ajaühikus läbi ühikulise pinna ühikulise tiheduse gradiendi korral gradientvektori sihis. Massigradient. Läbi pinnaelemendi ΔS, pinnanormaali sihis tiheduse muutuse korral kantakse üle massimuutus ΔM aja Δt jooksul. 90) Mis võrrandiga on tegemist? Seletage tähised. Soojusjuhtivus
SEE ON SOOJUSHULK, MIS KULUB 1 MOOLI GAASI SOOJENDAMISEKS 1K VÕRRA JÄÄVAL RUUMALAL. Ehk moolsoojus jääval ruumalal ehk isohooriline molaarsoojus. b)Isobaarilisel protsessil on rõhk jääv. dA=pdV Cp=dQ/dT=(dU+dA)/dT=dU/dT+dA/dT=Cv+(pdV)/dT=... pV=RT =>V=RT/p asendame ja saame ...=Cv+(p*R*dT)/(p*dT)=Cv+R See on moolsoojus jääval rõhul. Universaalkonstant kompenseerib paisumisest tingitud jahtumist. Cp=Cv+R on tuntud Mayeri valemi nime all. GAASI UNIVERSAALKONSTANT R ON TÖÖ, MIDA 1 MOOL GAASI TEEB ISOBAARILISEL PAISUMISEL, KUI SEDA SOOJENDATAKSE 1K VÕRRA. =Cp/Cv=(Cv+R)/Cv=(i/2*R+R)/(i/2*R)=(i+2)/i 6.Adiabaatiline protsess (sh. adiabaadi võrrand) Adiabaatiliseks nim. protsessi, milles termodünaamilises süsteemis ei ole soojusvahetust ümbritseva keskkonnaga
Isoleeritud süsteemi siseeneria ei muutu, sest energiaülekanne puudub U=0. 17. Protsessid püsival ruumalal ja rõhul, entalpia, soojusmahtuvus? Kui mingis protsessis kolmest olekuparameetrist jääb üks muutumatuks, siis on tegemist isoprotsessiga). Olekuparameetrid on mõõdetavad suurused: temperatuur (T); rõhk (P); ruumala (V); ainehulk (n). Parameetrite omavaheline sõltuvus kujutab endast ideaalgaasi olekuvõrrand: pV=m/M*RT pV=n*RT n=m/M Kus R on gaasi universaalkonstant, mis kehtib ühe mooli gaasi korral (8,314 J/K mol) Ideaalgaas on paljudest korrapäratus soojusliikumises olevatest aatomitest või molekulidest koosnev süsteem, mille osakeste vahel puudub vastasikune toime ja omaruumala. *Püsivad rõhul P=konstant- isobaarilised protsessid atmosfääri rõhul lahtises nõus kulgevad reaktsioonid. *Püsival ruumalal V=konstant- isokoorilised protsessid hermeetiliselt suletud jäigaseinalises aparatuuris toimuvad protsessid.
vahetusreaktsioonidega sageli ka värvuse muutused.Termodünaamika 29. Iseloomustage olekufunktsioonid ja -parameetrid. OLEKUFUNKTSIOONID: Arvutavad suurused; süsteemi olekufunktsioonid ei sõltu oleku saavutamise viisist; tähistatakse suurte tähtedega (siseenergia U, entalpia H, entroopia S, Gibbsi energia G) OLEKUPARAMEETRID: Mõõdetavad suurused: temperatuur T, rõhk P, ruumala V, ainehulk n; omavaheline sõltuvus avaldub ideaalgaasi olekuvõrrandist (pV=m/M*RT (R - gaasi universaalkonstant)) 30. Termodünaamika I seadus. Energia jäävuse seadus - energia ei teki ega kao, vaid muundatakse mingiks teiseks vormiks Termodünaamika esimene seadus sätestab, et keha siseenergia (U) saab muutuda tänu soojushulgale (Q), mis saadakse väliskeskkonnast ning tööle (A), mida süsteem teeb välisjõudude vastu: U=Q-A, kus Q on soojushulk, mille keha saab väliskeskkonnalt ning A on töö, mida keha teeb välisjõudude vastu (juhul
nad ka käituvad ideaalse gaasina ainult kindlas temperatuurivahemikus. Gaasidega tegeledes on valemites kasutusel mõõtühikuna kelvini kraad K, mis on võrdne 273°C. - Ideaalse gaasi olekuvõrrand, mis on tuntud Clapeyroni-Mendelejevi võrrandi nime all: , kus p on rõhk (Pa), V on ruumala (m3), T on temperatuur (°K), z on aine kogus moolides (mool), R on gaasi universaalkonstant (R=8,314J/moolK), m on aine hulk grammides (1g=10-3kg), on aine molaarmass (gmool). Olekuvõrrand annab seose gaasi olekuparameetrite p,V ja T vahel tasakaaluolekus. Isoprotsessideks nimetatakse selliseid gaasi olekuvõrrandeid, kus üks parameetritest (temperatuur, rõhk, ruumala) jääb muutumatuks. Konstantsel temperatuuril toimuvat nimetame isotermiliseks, konstantses ruumalas toimuvat
E = kT pV = RT p=nkT; k 2 ; T =273 + t; M ; Q = U + A ; termodünaamika II A T - T2 = kas = 1 Akogu T1 ; Q = c m t ; Q = L m ; Q = m Q = r m printsiip; kus: p gaasi rõhk, V gaasi ruumala, T gaasi absoluutne temperatuur, t gaasi temperatuur Celsiuse skaalas, m gaasi mass, M gaasi molaarmass, R gaasi universaalkonstant, U siseenergia muut, A gaasi poolt tehtud töö, soojusmasina kasutegur, Q soojushulk, c erisoojus, m mass, t temperatuuri muut, sulamissoojus, L aurustumissoojus, r - kütuse kütteväärtus. mudeleid: ideaalne gaas, soojusmasin; mõõteriistu: manomeeter, termomeeter; kirjeldada nähtusi ja rakendusi: soojusliikumist, isoprotsesse, pöörduvaid ja pöördumatuid protsesse (difusioon, soojusjuhtivus, soojuspaisumine), termodünaamika printsiipiide, s.h.
44. Lähtudes joonisest, tuletage molekulaarkineetilise teoooria põhivõrrand. 45. Lähtudes alljärgnevatest seostest, tuletage baromeetriline valem. 46. Lähtudes alljärgnevatest seostest, tuletage Boltzmanni jaotusseadus. Ellimineerige ka gaasi universaalkonstant. 47. Mis on vabadusastmed ideaalse gaasi molekulidele rakendatuna? Vabadusaste on keha sõltumatu liikumine. Sõltumatu siis teistest liikumistest. Näitab, mitme telje suunas keha saab liikuda. Molekuli vabadusaste ideaalses gaasis on 3. 48. Teades ühe vabadusastme kohta tulevat energiat, andke
m v p -m v m v =m v + p m v = -m v + p p = 2m v 45. Lähtudes alljärgnevatest seostest, tuletage baromeetriline valem. 46. Lähtudes alljärgnevatest seostest, tuletage Boltzmanni jaotusseadus. Ellimineerige ka gaasi universaalkonstant. 47. Mis on vabadusastmed ideaalse gaasi molekulidele rakendatuna? Vabadusaste on keha sõltumatu liikumine. Sõltumatu siis teistest liikumistest. Näitab, mitme telje suunas keha saab liikuda. Molekuli vabadusaste ideaalses gaasis on 3. 1 Wi = kT 2 48. Teades ühe vabadusastme kohta tulevat energiat, andke ideaalse gaasi siseenergia valem. 49. Milline on termodünaamika I seadus? Valem ja tähiste seletused.
91. Lähtudes Maxwelli jaotusseadusest, leidke tõenäoseim kiirus. 92. Lähtudes alljärgnevatest seostest, tuletage baromeetriline valem. Rõhk kõrgusel h + dh on p + dp. Rõhkude p ja dp vahe on võrdne ühikulise põhjapindalaga silindris kõrgusega dh sisalduva gaasi rõhuga. Rõhk langeb kõrgusega seda kiiremini, mida raskem on gaas ja mida madalam on temperatuur. 93. Lähtudes alljärgnevatest seostest, tuletage Boltzmanni jaotusseadus. Ellimineerige ka gaasi universaalkonstant? n molekulide arv ruumalaühikus kõrgusel h, n0 nende arv maapinnal. Boltzmanni jaotusseadus näitab, kuidas paiknevad molekulid Maa raskusväljas kui ka igas potentsiaalses jõuväljas kõrguse järgi. 94. Mis võrrandiga on tegemist? Seletage tähised. 97. Mis on vabadusastmed ideaalse gaasi molekulidele rakendatuna? Vabadusaste on keha sõltumatu liikumine. Sõltumatu siis teistest liikumistest. Vabadusastmete arv tähendab
Gaasi rõhk p Pa = N/m2 kg/(s2*m) 3 Gaasi ruumala V l = dm Gaasi absoluutn temperatuur T K o Gaasi temperatuur Celsiuse skaalas t C Gaasi mass m kg Gaasi molaarmass M kg/mol Gaasi universaalkonstant R 8,31 J/(mol*K) Siseenrgia muut U J Gaasipoolt tehtud töö A J Soojusmasina kasutegur Soojushulk Q J kg/s2 Erisoojus c J/(kg*oC) Mass m kg Temperatuuri muut t o C
poolreaktsioonis elektroni loovutamise tendents tegemist on tugeva redutseerijaga. 55. Redokspotentsiaal. Nernsti võrrand. Redokspotentsiaal kui reaktsiooni suuna kriteerium. Redokspotentsiaal ehk oksudatsioonipotentsiaal on keemilise elemendi voi uhendi tendents liita elektrone ja seetottu redutseeruda. Nernsti vorrand: E=E0 + RT/nF ln coks/cred Kus E0 standardpotensiaal (V); n reaktsioonist osavotavate elektronide arv; F Faraday arv; R gaasi universaalkonstant (8,314 J/Kmol); T temperatuur (K); Coks ja Cred oksudeeritud ja redutseeritud vormi molaarne kontsentratsioon (mol/L). Redokspotentsiaalide abil on voimalik arvutada redoksreaktsiooni Gibbsi energia muut, mis omakorda voimaldab maarata reaktsiooni iseenesliku kulgemise suunda.Redoksreaktsioonide osatahtsus organismide elutegevuses ja kogu biosfaaris on vaga suur. 56. Mis on korrosioon? Kuidas selle vastu võidelda? Korrosioon on metalli havimine. Korrosioon on iseeneslikult kulgev
üleminekul pidevalt - heterogeenne - koosneb mitmest erisuguste omadustega osast faasist Süsteemide jaotus soojusvahetuse järgi: - diatermiline soojusvahetus väliskeskkonnaga võimalik - adiabaatne soojusvahetus väliskeskkonnaga puudub Olekuparameetrid Olekuparameetrid on mõõdetavad suurused: temperatuur (T) rõhk (P) ruumala (V) ainehulk (n) Parameetrite omavaheline sõltuvus kijutab endast ideaalgaasi olekuvõrrand: pV=m/M *RT; pV=nRT kus R on gaasi universaalkonstant, mis kehtib ühe mooli gaasi korral (8,314 J/K mol) Ideaalgaas on paljudest korrapäratus soojusliikumises olevatest aatomitest või molekulidest koosnev süsteem, mille osakeste vahel puudub vastasikune toime ja omaruumala. Protsessid (kui mingis protsessis kolmest olekuparameetrist jääb üks muutumatuks, siis on tegemist isoprotsessiga) P=konst - isobaarilised protsessid atmosfääri rõhul lahtises nõus kulgevad reaktsioonid
üleminekul pidevalt - heterogeenne - koosneb mitmest erisuguste omadustega osast faasist Süsteemide jaotus soojusvahetuse järgi: - diatermiline soojusvahetus väliskeskkonnaga võimalik - adiabaatne soojusvahetus väliskeskkonnaga puudub Olekuparameetrid Olekuparameetrid on mõõdetavad suurused: temperatuur (T) rõhk (P) ruumala (V) ainehulk (n) Parameetrite omavaheline sõltuvus kijutab endast ideaalgaasi olekuvõrrand: pV=m/M *RT; pV=nRT kus R on gaasi universaalkonstant, mis kehtib ühe mooli gaasi korral (8,314 J/K mol) Ideaalgaas on paljudest korrapäratus soojusliikumises olevatest aatomitest või molekulidest koosnev süsteem, mille osakeste vahel puudub vastasikune toime ja omaruumala. Protsessid (kui mingis protsessis kolmest olekuparameetrist jääb üks muutumatuks, siis on tegemist isoprotsessiga) P=konst - isobaarilised protsessid atmosfääri rõhul lahtises nõus kulgevad reaktsioonid
empiirilised võrrandid. Keemiliste reaktsioonide kiirus kasvab temperatuuri tõustes. Van´t Hoffi reegel: temperatuuri tõstmisel 10 kraadi võrra kiireneb reaktsioon 2 kuni 4 korda. Kvantitatiivset seost temperatuuri ja reaktsiooni kiiruse (konstandi) vahel väljendab Arrheniuse võrrand. k= Ae-(E/RT), kus k on reaktsiooni kiiruskonstant, A on konstant, E on aktiviseerimisenergia ja R on gaasi universaalkonstant. 44. Homogeense ja heterogeense katalüüsi näiteid. Katalüsaator on aine, mis kiirendab reaktsiooni, ise reaktsiooni käigus ära kulumata Negatiivne katalüsaator on inhibiitor Inimorganismis ensüümid: katalüüsivad kindlaid reaktsioone Katalüsaator toimib reeglina reaktsioonimehhanismi muutmise kaudu Homogeenne katalüüs (reageerivad ained ja katalüsaator on samas faasis)
lained ei mõjuta üksteist nende levimisel samas ruumiosas. 48. Seisevlained. Keele võnkumised. 49. Heli valjus. Molekulaarfüüsika ja termodünaamika 50. Ideaalse gaasi seadused (I) mool, termodünaamiline temperatuur Mool on aine hulk, mis sisaldab NA arvu võrra osakesi. Mooli määramise aluseks on võetud C12. NA on Avogadro arv, mille väärtus on 6,022*1023 ja ühikuks 1/mol. Moolide arv avaldub: m µ= , kus m on gaasi mass ning M ühe mooli mass M Gaasi universaalkonstant R on ühe mooli gaasi paisumise töö selle soojendamisel 1 K võrra jääval rõhul. Kui see jagada Avogadro arvuga, saadakse töö, mida samas protsessis teeb keskmiselt üksainus molekul. Seda jagatist nimetatakse Boltzmanni konstandiks: R k= (valemite lehele) NA Molekulide kontsentratsioon: N n= - N on molekulide arv, V ruumala. (valemite lehele) V Ideaalne gaas ideaalne gaas ja selle olekuvõrrand, ideaalse gaasi mudeli rakendatavus reaalsete gaaside korral
Redokspotentsiaal ehk oksüdatsioonipotentsiaal on keemilise elemendi või ühendi tendents liita elektrone ja seetõttu redutseeruda. Igal elemendil/ühendil on temale omane redokspotentsiaal, kusjuures mida positiivsem ehk suurem on elemendi/ühendi redokspotentsiaal, seda kõrgem on tema võime redutseeruda. Nernsti võrrand: E=E0 + RT/nF ln coks/cred kus E0 – standardpotensiaal (V); n – reaktsioonist osavõtavate elektronide arv; F – Faraday arv; R – gaasi universaalkonstant (8,314 J/K∙mol); T – temperatuur (K); Coks ja Cred – oksüdeeritud ja redutseeritud vormi molaarne kontsentratsioon (mol/L). Redokspotentsiaalide abil on võimalik arvutada redoksreaktsiooni Gibbsi energia muut, mis omakorda võimaldab määrata reaktsiooni iseenesliku kulgemise suunda Eluslooduses: Fotosüntees on paljuastmeline protsess, mille käigus toimub süsihappegaasis sisalduva süsiniku taandumisreaktsioon. Rakusisese oksüdatasiooni protsess, mille keskseks osa on nn
𝑣𝑡2 𝑡2 −𝑡1 𝐸 = 𝛾 10 𝑘 = 𝐴𝑒 𝑅𝑇 𝑣𝑡1 vt2 ja vt1 on reaktsiooni kiirused temperatuuril t 2 ja t1, k on reaktsiooni kiiruskonstant, A on konstant, E on 𝛾 - temperatuuritegur. aktiveerimisenergia ja R – gaasi universaalkonstant. 45. Homogeense ja heterogeense katalüüsi näiteid. Homogeenne katalüüs -reageerivad ained ja katalüsaator on samas faasis. Heterogeenne katalüüs -reageerivad ained ja katalüsaator moodustuvad erinevad faasid ehk protsess toimub faaside piirpinnal. N: väävelhappe süntees; süsivesinike krakkimine, isomerisatsioon ja reformatsioon, et moodustada asjakohaseid ja kasulikke bensiinisegusi; alkeeni polümerisatsioon 46
Võnkesageduste kvantiseeritus on põhjus miks ideaalgaasi võrrand kehtib universaalselt peaaegu kõikide gaaside jaoks. Valem: k=Z*v/lambda*e astmes -E*a/RT .K= Kiiruskonstant isel ajaühikus toimunud r-de arvu. Z= dimensioonitu nn kujutegur, mis arvestab reaktsiooni kiiruse sõltuvust põrkuvate molekulide kujust ja orientatsioonist. Boltzmanni faktor arvestab aktivatsioonibarjääri Ea ületavate molekulide arvu v(T). Lambda on põrkesagedus, kus v(T) on lineaarkeskmine kiirus. R= gaaside universaalkonstant. T= normaalt*. Dualism füüsikalistele mikroobjektidele omane pidevuse ja diskreetsuse ühtsus, nende käitumne kas pideva väljana või diskereetsete osakestena, Kas ei võiks siis seisumassiga osakestel, mis liiguvad valguse kiirusest väiksema kiirusega, omakorda olla lainelisi omadusi? Dualismiprintsiip väidab, et nii aine kui välja algosakestel on nii laine- kui ka osakese-omadused. Laineomadused tulevad ilmsiks osakeste liikumisel.
a., et kui võtta gaasi hulk võrdseks ühe mooliga, on kõigi gaaside jaoks konstandil sama väärtus. Seda konstanti hakati nimetama gaasi universaalkonstandiks. Seega sai olekuvõrrand kuju 44 kus on nn. moolruumala -- ühe mooli gaasi ruumala temperatuuril ning rõhul , on gaasi universaalkonstant. Kui gaasi kogust mõõta moolides, on olekuvõrrand kõigi gaaside jaoks ühesugune. Mool, vana nimetusega gramm-molekul, on selline gaasi hulk, mille mass grammides on arvuliselt võrdne aine molaarmassiga; molaarmass omakorda pärineb keemiliste reaktsioonide teooriast ja väljendab reaktsioonides osalevate ainet suhtelisi hulki. Vesinikuaatomi mass loetakse tinglikult üheks (molaarmass kaheaatomilise vesiniku jaoks on 2) jne., vt. Mendelejevi tabel.
22 = 2l0 + 12 , (113) Olemasolevad tööd l0 adiabaatsel protsessil saame arvutada analoogselt paisumistööga [valem(81)] , kiirust 2 mingis ristlõikes saame leida gaasi parameetrite järgi algristlõikes: 2 = 2k/(k-1) p1v1 [1 (p2/p1)(k-1)/k ] + 12 , (114) või 2 = 2k/(k-1) R1T1 [1 (p2/p1)(k-1)/k ] + 12 , (115) kus R1 = R/ gaasi universaalkonstant arvutatuna 1 kg gaasimassile [J/kg·K]. Valemite (114) ja (115) kasutamisel gaasi voolamiskiiruse määramisel mahutitest tuleb arvestada sellega, et gaasi liikumiskiirus mahutis on võrdne nulliga (1=0) ja voolamise kiirus oleneb rõhkude vahest p2/p1 ja algtemperatuurist T1. 7.3. Massikulu on väljavoolava gaasi mass ajaühikus. Kindlatel väljavoolu tingimustel on massikulu püsiv (107) F = konst. Gaasi tihedus on pöördvõrdeline tema erimahuga
annaabi.ee 
