Please enable JavaScript.

Coggle requires JavaScript to display documents.

Fysiikka 2 (Kappale 2 Paine (paine kaasuissa ja nesteissä (nesteet…

- - - - hydrostaattinen paine
        
        kaava ph=ghρ
        
        kokonaispaineessa huomioidaan myös ilmanpaine
    - - ilmanpaine p0 101325 Pa
- - - - kun paine pysyy samana, lämöenergia menee laajenemiseen, ei kaasun lämpenemiseen
    - - kun tilavuus pysyy samana, lämpötila nousee
- - - - negatiivista, kun työtä tehdään kappaleen alkuperäistä suuntaa kohti
      - positiivista, jos työ kohdistuu samaan suuntaan kuin kappaleen oma liikesuunta
      - kappaleen kiihtyvyys on
        
        kasvavaa, kun kahdesta kappaleeseen vaikuttavasta voimasta toinen on suurempi
        
        vakio, kun voimat ovat yhtä suuret
  - - - energia ei katoa, eikä sitä tule lisää
- - - - neste
      - kaasu
      - kiinteä
    - - energiaa kuluu sidosten hajottamiseen tai rakentamiseen
  - - - sulaminen
      - höyrystyminen
      - sublimoituminen
    - - tiivistyminen
      - jähmettyminen
      - härmistyminen
  - - - aineen tasa-aineiset osat
    - - käyrällä on kolme osaa
        
        sulamiskäyrä
        
        sublimoitumiskäyrä
        
        höyrystymisekäyrä
        
        yhteinen nimitys tasapainokäyrät
      - rajaavat olomuotofaaseja
    - - höyrystymiskäyrän lopussa
      - kuvaa tilaa, jossa lämpötilan ylityttyä höyryä ei saa enään kaasuksi painetta muuttamalla
      - rajaa höyryt ja kaasut
    - - käyrät kohtaavat
      - tila jossa mikä tahansa olomuoto säilyy
      - pisteessä esiintyy aineen kaikkia olomuotoja
      - tietty paine ja lämpötila
  - - - vesihöyryn massa
    - - lämpötilan pienentyessä suhteellunen kosteus kasvaa
        
        kastepiste, kun suhteellinen kosteus 100%
        
        vesi tiivistyy tai härmistyy jos kastepiste on alempi kuin jäätymispiste
- - - - epäjärjestyksen määrä ENTROPIA
      - kaikki prosessit eivät lisää epäjärjestystä
    - - mikään kone ei mjuuta kaikkea ottamaansa lämpöä mekaaniseksi työksi
        
        ei ikiliikkujaa
        
        energian huonontuminen
  - - - jos systeemi itse tekee työtä, sisäenergia pienenee, mutta jos joku muu tekee systeemiin työtä, sisäenergia kasvaa
  - - - ΔV=AΔs
      - työ on negatiivinen, koska se pienentää systeemin sisäenergiaa
- - - - vapaat energiamuodot
      - sidotut energiamuodot
    - - kuvaa termodynaamisen systeemin oman energian määrää riippumatta energian muodosta
      - sisäenergiaa ei voida laskea, koska se johtuu rakenneosasista ja niiden energiasta
        
        muutokset voidaan laskea
        
        huomataan myös makrotasolla
- - - - kaasu on seos
      - hiukkasiin vaikuttaa painovoima, koska niillä on massaa
      - törmäykset eivät tapahdu aina samalla tavalla
      - sähkömagneettinen vuorovaikutus hiukkasissa
      - kaasussa on lämpöliikkeen aiheuttamaa virtausta
    - - p1V1 / T1 = p2V2 / T2
    - - T0=273,15 K
      - p0= 101 325 Pa
      - V0=22,41410 dm3
  - - - kaasut koostuvat suuresta määrästä samankaltaisia molekyylejä
      - Molekyylien liikeradat ovat satunnaisia murtoviivoja
      - molekyylien ainoa vuorovaikutussuhde on törmäys toiseen molekyyliin
      - törmäys ei aiheuta muutoksia molekyylin liike-energiaan
    - - kaasuun vaikuttavat suureet
        
        paine
        
        lämpötila
        
        tilavuus
      - pV /T=nR
        
        R on moolinen kaasuvakio, joka on sama kaikilla kaasuilla ( 8,314510 J/mol*K)
        
        voidaan hyödyntää reaalikaasuihin
- - - - termodynaamisesta systeemistä siirtynyt energiamäärä
      - Q, yksikkö joule J
      - sisäenergian muutos=siirtynyt energia
    - - johtuminen
        
        tarvitsee väliaineen
        
        tapahtuu aineen sisällä
        
        johteet
        
        eristeet
      - kulkeutuminen (konvektio)
        
        tarvitsee väliaineen
      - säteileminen (sähkömagneettinen, infapunasäteily)
        
        ei tarvitse väliainetta
        
        kaikki kappaleet, joiden lämpötila ei ole absoluuttinen nollapiste, lähettävät lämpösäteilyä
- - - - mikrotaso
        
        selittää makrotason ilmiöitä
      - atomit
        
        protonit
        
        varaus positiivinen
        
        neutronit
        
        ei varausta
        
        elektronit
        
        varaus negatiivinen
        
        pysyvät kasassa vahvan vetovoiman avulla
    - - kiinteä
      - neste
      - kaasu
      - riippuu lämpötilasta ja paineesta
    - - tietty määrä aineita ja energiaa
        
        voidaan havaita mikro ja makrotasolla
        
        makrotasolla tarkastelun kohteena on koko kappale
      - tilaa kuvaavat tekijät
        
        tilavuus V
        
        yksikkö l litra
        
        paine p
        
        yksikkö Pa pascal
        
        lämpötila T
        
        yksikkö K kelvin tai celsiusaste
        
        lämpötila rajautuu absoluuttiseen nollapisteeseen, ei lämpöliikettä
        
        -273 celsiusastetta
        
        muutokset kelvineistä celsiusasteisiin ja toisinpäin
        
        T=( t+273,15) K
        
        t= ( T-273,15 ) °C
        
        ainemäärä n
        
        yksikkö mol mooli
        
        tiheys p
        
        yksikkö kg/m^3
      - muutokset systeemissä
        
        tilanmuutokset (sisäinen)
        
        prosessit (ympäristön ja systeemin välillä)
        
        yhden tilaa kuvaavan tekijän muuttuminen aiheuttaa muutoksia myös muissa
      - tyypit
        
        eristetty (mikään ei liiku)
        
        suljettu (energia liikkuu)
        
        avoin (aine ja energia liikkuu)
    - - lämpötila kuvaa lämpöenergian määrää aineessa
      - lämpöenergia on aineen rakenneosasten liike-energiaa eli lämpöliikettä
        
        pyörimisliike
        
        värähtämisliike
        
        etememisliike
- - - - Pituuden lämpölaajeneminen
        
        pituus muuttuu lämpötilan muuttuessa
        
        loppupituus L=L0+ΔTL0α
        
        pituuden lämpötilakerroin α on ominainen jokaiselle puhtaalle aineelle
        
        seoksien pituuden lämpölaajenemista vaikeampi ennustaa
      - Pinta-alan lämpölaajeneminen
        
        muutoksia tapahtuu myös pinta-alassa
        
        loppupinta-ala A=A0+ΔTA0β
        
        pinta-alan lämpötilakerroin β on ominainen jokaiselle aineelle
        
        β=2α
      - Tilavuuden lämpölaajeneminen
        
        pinta-alan ja piuuden muutokset aiheuttavat tietysti muutoksia myös tilavuudessa (V=Ap*h)
        
        lopputilavuus V=V0+γΔTV0
        
        γ on tilavuuden lämpötilakerroin ja ominainen jokaiselle aineelle
        
        γ=3α
    - - Nesteet
        
        tilavuuden muutokset huomattavampia kuin kiinteillä aineilla
        
        veden tiheyden muutokset lämpötilan vaihtuessa
      - Kaasut
        
        voimakkaampaa kuin kiinteillä tai nesteillä
        
        tilavuuden muutos ΔV=V0/T0
- - - - lämpövoimakone
        
        tarvitsee aina ulkoisen energianlähteen
        
        lämpötilaero säiliöiden välillä
        
        Polttoaine
        
        polttoaineeseen sitoutunutta kemiallista energiaa vapautetaan
        
        lämpöarvo kuvaa, kuinka paljon kilosta pottoainetta vapautuu energiaa poltettaessa
        
        lämpöarvo H=Q/m
        
        yksikkö J/kg
        
        MAOL
      - lämmönsiirtokone
        
        kun energiaa siirtyy kylmäsäiliöstä lämpösäiliöön, tarvitaan ulkoinen energianlähde
        
        ilmalämpöpumppu
        
        sekä lämmittämiseen että viilentämiseen
      - hyötysuhde n=W/Q tai n=1-Q2/Q1
        
        lämpövoimakoneessa energiaa siirtyy Q1-Q2=W
        
        Carnot-hyötysuhde
        
        kuvaa maksimaalista mahdollista hyötyshdetta
        
        n(max)=T1-T2/T1 tai n(max)=1-T2/T1
- - - - paine on vakio
      - Gay Lussacin tilavuuslämpötilalaki
      - muutos V1/T1=V2/T2
      - kuvaajia kutsutaan vakiopainekäyriksi tai isobaareiksi
    - - lämpötila on vakio
      - muutos p1/V2=p2/V2
      - Boylen painetilavuuslaki
      - kuvaaja on vakiolämpötilakäyrä eli isotermi
    - - tilavuus on vakio
      - muutos p1/T1=p2/T2
      - Charlesin painelämpölaki
      - paineen ja lämpötilan lineaarinen riippuvuus