Please enable JavaScript.

Coggle requires JavaScript to display documents.

LÄMPÖ - Coggle Diagram

- - - - kiinteä
      - neste
      - kaasu
    - - Energiaa sitoutuu
        
        kiinteästä nesteeksi: sulaminen
        
        nesteestä kaasuksi: höyrystyminen
        
        kiinteästä kaasuksi: sublimoituminen
      - Energiaa vapautuu
        
        kaasusta nesteeksi: tiivistyminen
        
        nesteestä kiinteäksi: jähmettyminen
        
        kaasusta kiinteäksi: härmistyminen
      - Olomuodon muuttuessa aineen lämpötila ei muutu
    - - Kaaviossa on sulamis-, höyrystymis- ja sublimoitumiskäyrä, joita kutsutaan kollektiivisesti tasapainokäyriksi
      - Kaaviossa ilmenee kolmoispiste eli olosuhteet, joissa kaikki olomuodot ovat tasapainossa ja aine voi ilmetä kaikissa olomuodoissa samanaikaisesti
      - Kaaviosta ilmenee kriittinen piste, jossa aine ei enää nesteydy painetta kasvattamalla
      - Faasikaavio on eri aineille ominainen
  - - - Pituus
        
        α = pituuden lämpötilakerroin
      - Pinta-ala
        
        β = pinta-alan lämpötilakerroin, β ≈ 2α
      - Tilavuus
        
        γ = tilavuuden lämpötilakerroin, γ ≈ 3α
  - - - Sulaminen ja jähmettyminen: , jossa s = ominaissulamislämpö
      - Höyrystyminen ja tiivistyminen: , jossa r = ominaishöyrystymislämpö
  - - - Yksinkertaisin mikroskooppinen malli, jolla selitettään kaasujen makroskooppisia ominaisuuksia
      - Perusoletukset
        
        Kaasu koostuu suurista määristä toistensa kaltaisia molekyylejä, jotka ovat pistemäisiä ja joilla ei ole sisäistä rakennetta
        
        Molekyylit liikkuvat satunnaisiin suuntiin radoilla, jotka ovat murtoviivoja, ja suunnan muutokset johtuvat molekyylien välisistä ja astian seinään kohdistuvista törmäyksistä
        
        Molekyylien ainoat vuorovaikutukset ovat törmäyksiä, jotka ovat kimmoisia
    - - Jos kaasun määrä ei muutu, voidaan sen tilaa kuvata kolmella suureella ja niiden yhtälöllä
    - - Ideaalikaasu noudattaa yhtälöä:
      - R = moolinen kaasuvakio (taulukkokirja)
      - Yhtälöä voidaan sovittaa kaikkiin kaasuihin
    - - Vakiotilavuudessa
        
        Kun kaasun tilavuus ei muutu, eli tilanmuutos on isokoorinen, on voimassa kaasujen painelämpötilalaki eli Gay-Lussacin laki
      - Vakiopaineessa
        
        Kun kaasun paine ei muutu, eli tilanmuutos on isobaarinen, on voimassa kaasujen tilavuuslämpötilalaki eli Charlesin laki
      - Vakiolämpötilassa
        
        Kun kaasun lämpötila ei muutu, eli tilanmuutos on isoterminen, on voimassa kaasujen painetilavuusaki eli Boylen laki
- - - - Eristetyssä systeemissä lämpötilaerot tasoittuvat
    - - Systeemin sisäenergian muutos on , jossa Q on systeemiin (Q>0) tai systeemistä (Q<0) siirtynyt energia eli lämpömäärä ja W on systeemiin tehty työ (W>0) tai systeemin tekemä työ (W<0)
    - - Kaikki termodynaamiset prosessit suuntautuvat kohti tasapainoa
      - Eristetyn termodynaamisen systeemin entropia kasvaa, kunnes systeemi saavuttaa tasapainotilan
      - Eristetyn systeemin entropia ei voi vähetä
    - - Absoluuttista nollapistettä ei voi saavuttaa
  - - - Ilmaisee, kuinka nopeasti voima tekee työtä:
      - Ilmaisee myös energian muuntumisnopeuden:
    - - Koneen hyötysuhde kertoo, kuinka suuri osa koneeseen tuodusta energiasta saadaan hyödyksi:
      - Tehojen avulla ilmaistuna:
    - - Kun kaasu laajenee niin, että sen paine on vakio, se tekee työn
      - Kaasun tekemä työ pienentää kaasun sisäenergiaa määrällä
    - - Jos kappale liikkuu koko ajan samaan suuntan, voidaan vakiovoiman kappaleeseen tekemä työ ilmaista voiman ja kappaleen kulkeman matkan tulona
        
        , kun voima on liikkeen suuntainen
        
        , jos voima ja liikkeen suunta ovat kohtisuorassa toisiaan vastaan
        
        , kun voima on liikkeen suunnalle vastakkainen
  - - - Sisäenergia voi muuttua kahden eri prosessin — työn ja lämmön — seurauksena
    - - Mikrotasolla: aineen rakenneosasten lämpöliikkeeseen liittyvän energian siirtymistä
      - Makrotasolla: lämpötilaerosta aiheutuvaa energian siirtymistä
    - - Siirtyvän energian määrä
    - - Kuljettuminen
        
        Lämpöenergia siirtyy liikkuvan aineen mukana
      - Johtuminen
        
        Lämpöenergia siirtyy ainetta pitkin ilman aineen siirtymistä itsessään
      - Säteily
        
        Lämpöenergia siirtyy kappaleesta ympäristöön sähkömagneettisena säteilynä, ei vaadi väliainetta
- - - - Kone ottaa energiaa ulkoisesta lähteestä, minkä jälkeen energia siirtyy itsestään koneen läpi lämpötilasäiliöiden lämpötilaeron vuoksi. Tällöin osa energiasta muuntuu koneessa mekaaniseksi työksi.
      - Hyötysuhde
        
        Lämpövoimakoneen hyötysuhde:
        
        Lämpövoimakoneen maksimihyötysuhde eli Carnot-hyötysuhde:
    - - Lämpöpumppu
        
        Tarkoituksena lämmittää lämpösäiliötä
        
        Suorituskyky:
      - Jäähdytyskone
        
        Tarkoituksena jäähdyttää kylmäsäiliötä
        
        Suorituskyky:
        
        Suorituskyvyn teoreettinen maksimiarvo:
  - - - Aurinkokeräimet: ottavat vastaan Auringon säteilyenergiaa keräimissä kiertävään nesteeseen, joka siirtää energian lämmitettäviin kohteisiin
      - Aurinkolämpövoimalaitos: suuret peilit keskittävät Auringon säteilyn putkiin, joissa kiertävä öljy kuumenee, minkä jälkeen energia siirretään kuumana vesihöyrynä lämpövoimalaitoksiin
      - Aurinkopaneelit: kennot muuttavat säteilyenergian suoraan sähköksi kennojen fotodiodien avulla, joissa syntyy sähkövirta
      - Syntyy Auringossa, kun vety-ytimet yhdistyvät fuusiossa heliumytimiksi ja saapuu säteilynä Maahan
    - - Syntyy ilmanpaine erojen tuloksena
      - Voidaan kerätä talteen muun muassa turbiinien avulla
    - - Kasvien yhteyttämisen yhteydessä syntyneestä biomassasta saatava energia
      - Biomassaa voidaan käyttää polttoaineena sellaisenaan tai se voidaan jalostaa biokaasuksi tai nestemäiseksi polttoaineeksi (esim. etanoli, dieselpolttoaine)
    - - Pintamaahan, peruskallioon tai järveen asennetaan putkisto, jossa kiertävä neste lämpenee
      - Maan pintakerroksiin sitoutunutta Auringon säteilyenergiaa
    - - Aaltojen liike-energia muutetaan sähköksi
      - Aallot sisältävät paljon energiaa, mutta hyödyntäminen vasta alkuvaiheessa
  - - - Kasvihuonekaasut
        
        Kaasuja, jotka estävät Auringon säteilyn pääsemistä maanpinnalta takaisin avaruuteen
        
        Ilmakehän merkittävimpiä: vesihöyry, hiilidioksidi, metaani, dityppioksidi ja otsoni
      - Kasvihuoneilmiön voimistuminen
        
        Kasvihuonekaasujen lisääntyminen ilmakehässä voimistaa kasvihuoneilmiötä ja kohottaa maapallon keskimääräistä lämpötilaa
      - Auringon ilmakehää lämmittävä vaikutus, joka johtuu siitä, että osa maanpinnalle tulevasta Auringon säteilyn energiasta ei pääse esteettä palaamaan avaruuteen ilmakehässä olevien kasvihuonekaasujen takia