Wednesday, November 30, 2016

Soojus on elu

Esmalt alustan jällegi mõistetest: gaasi, vedeliku ja tahkise ehituse mudelid: soojusliikumine, siseenergia, aineosakeste ja temperatuuri seos, termomeeter. Soojusülekanne: soojusjuhtivus, konvektsioon, soojuskiirgus, soojushulk, keha soojendamiseks kuluv soojushulk, kalorimeeter, termos; soojusülekande suund; soojusbilansi võrrand. Aine agregaatoleku muutused: sulamine ja tahkumine, sulamissoojus, aurumine ja kondenseerumine, keemissoojus.
Link asjalikule õpikuallikale: http://opik.fyysika.ee/index.php/book/view/40#genericSection4005 . Alates sellest peatükist siis algab vastavas õpikus soojusega seonduv. Õpik tundub, et mõeldud gümnasistidele õppe- ja abimaterjaliks.

Teiseks proovin anda ülevaate mõningatest mõistetes.

Allikas:http://www.wikiwand.com/et/Keemiline_plahvatus (30.11.2016)
Pildil siis ülevalt alla näha kuidas on aineosakesed aines erinevates agregaatolekutes.
Soojusülekanne toimub ühelt kehalt teisele või ühelt ainelt teisele vms ehk molekulisisene see ei tohiks olla, vaid selleks on vaja ka midagi/kedagi teist. Erinevused tulenevad sellest, kui hästi ained ise soojust juhivad, näiteks metallid üldiselt juhivad väga hästi soojust. Seda tunneme, kui puudutame raudposti kuumal ilmal ning tunneme, et see on külm. Nähtus/tundmus on põhjustatud sellest, et raud hea soojusjuhina juhib soojuse meie käe juurest mööda ennast minema ning teeb seda kiirelt ja pidevalt. Samas puitu katsudes me sellist efekti ei taju, sest puit pole üldiselt hea soojusjuht. Soojusülekanne iseenesest toimub soojemalt kehalt külmemale reeglina. Seda reeglit minu arvates keegi rikkuda pole veel suutnud, kuid kui on, siis huvitaks see ka mind. See vist ka termodünaamika üks seadustest. Neid on kokku kolm ja neid väga põhjalikult siin kirjeldama ei hakka.
Oma sõnastus ja mälu. I seadus: deltaS=Q+A ehk siseenergia muut on võrdne keha soojushulga ning välise töö summaga.
II seadus: suletud süsteemis entroopia kasvab.
III seadus: seda isegi ei mäleta, Wikipedia andmetel on see järgmine: absoluutsel nulltemperatuuril on entroopia võrdne nulliga.
Kuna neid põhikoolis väga ei käsitleta ning ka entroopia mõiste tundub paras hookus-pookus, siis jätan ka need käsitlemata.

Paar võrrandit veel sulamissoojuse, keemis- või aurustumissoojuse (võib ka tahkumissoojus ja kondenseerumissoojus) kohta leiab järgnevatelt piltidelt, mis sisaldab ka väljavõtet õppekavast.



















Esimesel pildid siis näha soojushulga arvutamise seost Q=mc∆t , kus Q on soojushulk, m on aine mass, c on aine erisoojus ja ∆t on temperatuuri muut. Veel aurustumise ja sulamise kohta kaks valemit vastavalt: Q=Lm ja Q=λm. Kus L on aine sulamissoojus ja λ aine aurustumissoojus. Need peaks iga aine kohta olema spetsiifilised. Kolmas valem selles lauses Q=rm käib aine kütteväärtusel erineva soojushulga kohta ehk valemis r tähistabki aine kütteväärtust. Ühikute kohta vaid nii napikest, et soojushulga ühikuks on sama, mis töö ühikuks - J (džaul). 
Veel kaks huvitavat agregaatoleku muutust, millest olen kuulnud, kuid pole hästi kursis on tahke->gaasiline ja vastupidi. Vastupidine variant vist härmatumine ja tahkest gaasiliseks sublimeerumine võib-olla. Nende kohta miskit rohkemat infot ma ei kavatse anda.

Katsekirjeldusi:
1. katse. Täispuhutud õhupall vedelasse lämmastikku. Ained tõmbuvad külmas kokku, seega on näha, et natuke aega õhupall seal seistes on praktiliselt täiesti kokku tõmbunud ning õhu käes jällegi hakkab tasapisi sulama.
2. katse. Vedel lämmastik plasttopsis ning plasttops vette. Lämmastik topsis hakkab intensiivselt keema, sest tundub, et vees soojeneb ta tunduvalt kiiremini.
3. katse. Tegime küll tunnis, kuid rohkem seotud rõhuga ja mehaanika peatükiga. Veidi täispuhutud õhupall tehislikku vaakumkeskkonda ning seal sees ta paisub. Seetõttu, et rõhk tema ümber väheneb ning õhk palli sees võtab suurema ruumala. Seotud isotermilise protsessiga, kus temperatuur jääb samaks, kuid rõhu vähenedes ruumala käitub pöördvõrdeliselt ehk suureneb. Ka seda protsessi õpitakse soojusõpetuse all, kuigi vist gümnaasiumis.
4. katse. Vedel lämmastik vaakumisse, kus ta hakkab keema. Kuid keemiseks vajamineva energia tõttu ta moodustab jääkorgi enda peale. Mingi aja möödudes lämmastik ise tahkub täielikult, sest keemine nõudis hoopis nii palju energiat, et ta otsustas külmuda. Atmosfääri rõhu toimel lämmastik jällegi veeldub koheselt. 
5. katse. Plahvatuse katse. Vedel lämmastik valada plastpudelisse ja kork kõvasti peale. Seejärel visata ta vett täis kannu, et ta kiiremini soojeneks ja kiiremini suure rõhu pudelisse tekitaks. Suure rõhu tulemusena ta varsti-varsti plahvatab, seetõttu peaks kannu peale viskama veel midagi suuremat kinnist, et ta kildudena laiali ei lendaks ja meid ruumisviibijaid ei vigastaks.
Katsekirjelduses olevaid protsesse ei tasuks tõepähe võtta, täiesti võimalik, et asjad toimivad hoopis teisiti, kui kirjeldatud.

Praktikumis tegime ka tunnijaotuskava, minu oma sai järgmine:
Õppisin palju uut soojusõpetuse kohta ning ka seda, et soojusõpetuse kohta on veel mul õppida palju uut. Ehk teemade ring, mis on minu jaoks tegelikult praegu müsteerium, kas siis arusaamise või kehva mäletamise tõttu, suurenes. Praktikumi ülesehitus oli jällegi eelnevatest veidi teistsugune, kuid enam-vähem töötas. Vahepeal muutus liiga uimaseks, kuid saime hakkama. Muidugi nagu ikka, katsed olid lahedad.

Lõppu väike sooja(külma)teemaline laul: https://www.youtube.com/watch?v=6bbuBubZ1yE

Olge mõnusad, tšau!

No comments:

Post a Comment