Termodynamiikan suureita ja v h n muutakin mikko rahikka 2006
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 20

Termodynamiikan suureita ja vähän muutakin mikko rahikka 2006 PowerPoint PPT Presentation


  • 64 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Termodynamiikan suureita ja vähän muutakin mikko rahikka 2006. Lämpötila. Suure lämpötila kuvaa kappaleen/systeemin lämpimyyttä (huono ilmaisu). Ihmisen aisteilla on hankala tuntea lämpötilaa, silti tiedämme miltä kuuma ja kylmä tuntuvat.

Download Presentation

Termodynamiikan suureita ja vähän muutakin mikko rahikka 2006

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Termodynamiikan suureita ja v h n muutakin mikko rahikka 2006

Termodynamiikan suureitaja vähän muutakinmikko rahikka 2006

[email protected]


L mp tila

Lämpötila

  • Suure lämpötila kuvaa kappaleen/systeemin lämpimyyttä (huono ilmaisu). Ihmisen aisteilla on hankala tuntea lämpötilaa, silti tiedämme miltä kuuma ja kylmä tuntuvat.

  • Lämpötilaa voidaan mitata esim. lämpölaajenemiseen perustuvilla mittareilla, jolloin lämpötila voidaan määritellä sillä ominaisuudella, jota lämpömittari mittaa (esim. lämpölaajenemisella).

  • Lämpötila liittyy jokaiseen kappaleen pisteeseen, eristetyssä systeemissä ajan myötä koko systeemi on samassa lämpötilassa, näin lämpötilan mittaaminen yhdessä kohdassa mahdollistaa koko systeemin lämpötilan mittaamisen

[email protected]


Termodynamiikan suureita ja v h n muutakin mikko rahikka 2006

T

  • Lämpötilan yksikkö SI-järjestelmässä on kelvin = K. Kelvin on SI järjestelmän perusyksikkö

  • Kelvin, termodynaamisen lämpötilan yksikkö, on 1/273,16 veden kolmoispisteen termodynaamisesta lämpötilasta. (1967, 13. CGPM)

  • Celciusasteikon ja kelvinasteikon muunnos:

  • 0 °C = 273,15 K.

  • Esim. 25°C = (25 + 273,15) K = 298,15 K ≈ 298 K

[email protected]


L mp laajenemiskerroin

Lämpölaajenemiskerroin

  • Kuvailee kappaleen kykyä laajeta, kun sen lämpötila kasvaa.

  • Jos teräskappaleen pituus on 1000 m ja sen lämpötila kasvaa 20 K, niin venymä on

[email protected]


Paine

Paine

  • Kappaleen/systeemin kohdan ominaisuus, joka kuvailee kyseiseen kohtaan kohdistuvaa puristusvoimakkuutta.

  • Paineella ei ole suuntaa. Voimalla on.

[email protected]


Paine esimerkki

Paine-esimerkki

  • Oppikirjan massa on 0,35 kg ja sen sivujen pituudet ovat 17 cm x 22 cm. Kun kirja lepää pöydällä sen aiheuttama paine pöytää vastaan on

[email protected]


Hydrostaattinen paine

Hydrostaattinen paine

  • Nesteen tai kaasun omasta painosta aiheutuva paine.

  • Normaali ilmanpaine Maan pinnalla p0 = 101325 Pa ≈ 101,3 kPa

  • Hydrostaattinen paine syvyydellä h

[email protected]


Paine esimerkki1

paine-esimerkki

  • 10 metrin syvyydellä hydrostaattinen paine on

  • Kokonaispaine

[email protected]


Kaasu

Kaasu

  • Kaasu koostuu nopeasti liikkuvista toisiinsa ja säiliön seinämiin törmäilevistä atomeista/molekyyleistä.

  • Molekyylien koko on hyvin pieni verrattuna niiden keskimääräiseen matkaan.

  • Todellista kaasua mallinnetaan/kuvataan matemaattisella kuvitelmalla/yksinkertaisuksella; ideaalikaasu


Ideaalikaasun tilayht l

Ideaalikaasun tilayhtälö

  • Toimii harvalle kaasulle riittävän kuumassa eli ”kaukana” tiivistymisestä (Tp-faasiavaruudessa).


L mp energia eli l mp q

Lämpöenergia eli lämpö Q

  • Kappaleeseen tuodun tai siitä siirretyn energian määrää merkitään yleensä Q:lla

  • Energian tuominen systeemiin lämmittää sitä (T kasvaa tai olomuoto muuttuu).

  • Systeemiin tuotu energia muuttuu kappaleen sisäenergiaksi (lämpeneminen) ja systeemin tekemäksi työksi (esim. kaasu laajenee). (T1)

  • Lämpö siirtyy johtumalla, aineen mukana kulkeutumalla tai säteilynä.

  • MR:lle lämpöenergia ja lämpö ovat sama asia, Physicassa eri! Onko Auringosta siirtyvä energia lämpöenergiaa silloin kun se kiitää avaruudessa valon nopeudella?

[email protected]


L mp on energiaa

Lämpö on energiaa

  • Systeemillä, kappaleella on sisäenergiaa.

  • Kun energiaa tuodaan systeemiin, sen sisäenergia kasvaa.

  • Jos systeemi pysyy samassa olomuodossa (esim. kiinteänä), niin sen lämpötila kasvaa sisäenergian kasvaessa.

  • Olomuodon muutoksen aikana lämpötila pysyy samana vaikka sisäenergiaa kasvaa tai vähenee.

[email protected]


Sis energia u

Sisäenergia = U

  • Kun kappaletta/systeemiä lämmitetään tai kun se tekee työtä, niin osa energiasta jää kappaleeseen/systeemiin.

  • Sisäenergia on kappaleessa/systeemissä olevaa lämpöenergiaa.

  • Sisäenergia on kappaleen rakenneosien (atomien, molekyylien) kokonais liike- ja potentiaalienergia.

[email protected]


Q on systeemiin tuotu energia

Q on systeemiin tuotu energia

  • Kiinteällä aineella ja nesteellä: Q =cm∆T, missä Q on tuotu energia, c aineen ominaislämpökapasiteetti, m massa ja ∆T on lämpötilan muutos

  • Kaasuilla Q = cm∆T + W, missä W on kaasun laajenemisesta aiheutuva työ.

[email protected]


L mp kapasiteetti

Lämpökapasiteetti

  • Kuvaa kappaleen kykyä lämmetä, kullekin kappaleelle (kalorimetri, kattila, muki, minä jne.) ominainen.

  • Mitä suurempi lämpökapasiteetti, niin sitä enemmän tarvitaan energiaa kappaleen lämpötilan kasvattamiseen.

  • Olomuoto ei saa muuttua!

  • Mikä on sinun lämpökapasiteettisi?

[email protected]


Ominaisl mp kapasiteetti

Ominaislämpökapasiteetti

  • Aineelle (alkuaineet, yhdisteet, metalliseokset jne.) ominainen suure, joka kuvaa kuinka paljon energiaa tarvitaan lämpötilan nostamiseen massayksikköä kohden.

[email protected]


Ominaissulamisl mp ja ominaish yrystymisl mp

Ominaissulamislämpö ja ominaishöyrystymislämpö

  • Aineelle ominaisia vakioita, jotka kuvaavat kuinka paljon energiaa tarvitaan tietyn massamäärän sulattamiseen tai höyrystämiseen.

[email protected]


Termodynamiikan 1 p s nt eli energian s ilymislaki

Termodynamiikan 1. pääsääntö eli energian säilymislaki

  • Energiaa ei voida luoda eikä hävittää. Ainoastaan vain muuttaa muodosta toiseen.

  • Systeemiin tuotu lämpö muuttuu systeemin sisäenergiaksi ja systeemin tekemäksi työksi.

  • toisissa kirjoissa ∆U = Q + W, näissä ajatellaan että W on systeemin ulkopuolelta vaikuttavan voiman työ, minä ja suuri osa maailmasta (esim. Alonso – Finn, Fundamental University Physics, Young - Freeman, University Physics) ajattelee että W on systeemin tekemä työ. W:n etumerkki on tietysti sopimuskysymys.

[email protected]


Entropia

Entropia

  • Systeemin epäjärjestyksen mitta.

  • T2: Epäjärjestys kasvaa eli luonnossa lämpö siirtyy itsestään kuumasta kylmään.

  • Pitkällä aikavälillä systeemissä tapahtuvat ilmiöt kulkevat todennäköisimpään suuntaan. Epäjärjestys on todennäköisempää kuin järjestys!

  • Miten elämä on mahdollista?

[email protected]


Termodynamiikaan 2 p s nt eli energian huonontumisen laki

Termodynamiikaan 2. pääsääntöeli energian huonontumisen laki

  • Eristetyn systeemin prosessi etenee kohti suurinta todennäköisyyttä eli suuntaan jossa entropia kasvaa.

  • Luonnon prosesseissa osa energiasta muuttuu lämpöenergiaksi (rakenneosien liike-energiaksi).

[email protected]


  • Login