Transcript tunti6_2013

Olomuodon muutokset
• ominaislämpökapasiteetti c = aineen
ominaisuus, kuinka paljon aine voi
luovuttaa / vastaanottaa lämpöenergiaa
(Huom! Kaasut vakiopaine/vakiotilavuus)
• lämpökapasiteetti C = cm , kuinka paljon
KAPPALE voi luovuttaa / vastaanottaa
lämpöenergiaa
Lämpeneminen vaatii energiaa
Sulaminen vaatii energiaa
(s = ominaissulamislämpö)
Höyrystyminen vaatii energiaa
Q  CT  cmT
Q  sm
Q  rm
(r = ominaishöyrystymislämpö)
Aineen jähmettyessä vapautuu sama määrä energiaa kuin
aineen sulaessa, aineen tiivistyessä vapautuu sama määrä
energiaa kuin aineen höyrystyessä.
Esim. Kalorimetrissä on 2kg vettä, jonka lämpötila on 25°C. Kalorimetriin
lisätään 300 g jäätä (t = -4 °C). Laske systeemin loppulämpötila termisessä
tasapainossa. Kalorimetrin lämpökapasiteetti on pieni.
cv  4,1819
veden ominaislämpökapasiteetti
jään ominaislämpökapasiteetti
ominaissulamislämpö
s  333
kJ
kg
c j  2,09
kJ
kg  K
kJ
kg  K
sulaako jää kokonaan? Tarkastellaan eristettyä systeemiä. Jos vesi
jäähtyy nollaan, se luovuttaa energiaa jään lämpenemiselle ja
sulamiselle. Jos energia on riittävä, jää sulaa kokonaan.
kJ
Qluovutettu  cv mv t  4,1819
 2kg  25K  209,095kJ
kgK
Qvast .otettu  c j m j T  sm j  2,09
kJ
kJ
 0,3kg  4 K  333  0,3kg  102,408kJ
kgK
kg
Tästä voidaan päätellä, että jää sulaa kokonaan. Nyt tiedetään
olomuodon muutokset ja loppulämpötila voidaan laskea. Vesi
luovuttaa energiaa, jään lämpeneminen, sulaminen ja sulamisveden
lämpeneminen ottavat energiaa vastaan.
cv mv (T0  T )  c j m j T  sm j  cv m j (T  273,15K )
Tästä ratkaistaan T=11°C.
Lämpöopin pääsäännöt
• nollas: eristettyyn systeemin muodostuu itsestään
tasapaino
• I: Systeemin sisäenergian muutos on systeemin ja
ympäristön välillä lämpönä siirtyneen energian ja
tehdyn työn summa.
• II: luonnon tapahtumat etenevät kohti suurempaa
epäjärjestystä (kohti todennäköisimpää tilaa,
tasapainoa), entropia kasvaa. (myös: systeemin
sisäenergiaa on mahdotonta muuttaa kokonaan
työksi).
s. 39 5,6
S10/3 (perus lasku)
K00/4 (perus lasku)
K04/4 (kuvaaja)
K07/11 (kuvaaja)
K09/3 (sanallinen tehtävä)
S03/16 (sanallinen jokeri)
K06/5
S01/4