Termodynamiikka

Question 1

isoterminen

Answer 1

lämpötila vakio

Question 2

isobaarinen

Answer 2

paine vakio

Question 3

isokoorinen

Answer 3

tilavuus vakio

Question 4

Boylen laki

Answer 4

T ja n vakio (eli isoterminen) -> pV = vakio

Question 5

Gay-Lussacin laki isokoorisessa prosessissa

Answer 5

V ja n vakio (eli isokoorinen) -> p/T = vakio

Question 6

Charlesin laki isobaarisessa prosessissa

Answer 6

p ja n vakio (eli isobaarinen) -> V/T = vakio

Question 7

Sublimoituminen

Answer 7

kiinteästä kaasuksi

Question 8

Härmistyminen

Answer 8

kaasusta kiinteäksi (muistisääntö: rakenneosaset aluksi iloisia vapaana, mutta kiinteäksi mentyään ne jäävät paikoilleen ja harmistuvat)

Question 9

Jähmettyminen

Answer 9

nesteestä kiinteäksi

Question 10

tiivistyminen

Answer 10

kaasusta nesteeksi

Question 11

Sulaminen: endo vai eksoterminen?

Answer 11

Endoterminen, koska lämpöä sitoutuu (tapahtuma vaatii energiaa)

Question 12

Jähmettyminen: endo vai eksoterminen?

Answer 12

Eksoterminen, koska lämpöä vapautuu

Question 13

Sublimoituminen: endo vai eksoterminen?

Answer 13

Endoterminen, koska lämpöä sitoutuu (tapahtuma vaatii energiaa)

Question 14

Lämpöenerigan siirtymismekansimit (3kpl)

Answer 14

Säteily (fotonien mukana), kuljetus (aineen mukana, konvektio), johtuminen (itsekseen aineiden kosketuksen takia, konduktio)

Question 15

Ominaislämpökapasiteetti

Answer 15

(c)

paljonko lämpöenergiaa (Q [J]) tarvitaan yhden asteen lämpötilamuutokseen massayksikköä kohden

Q=cmdeltaT

Question 16

Lämpökapasiteetti

Answer 16

(C) paljonko lämpöä tarvitaan lämpötilan muutokseen

Q=C*deltaT

Question 17

Mihin lämpöä sitoutuu sulamisen ja höyrystymisen aikana?

Answer 17

Ei rakenneosasten lämpöliikkeeseen (Ek), vaan se menee rakenneosasten potentiaalienergiaksi (Ep), kun niiden väliset sidokset katkeavat ja ne etääntyvät toisistaan

Question 18

Sulamislämpö

Answer 18

sulamisessa (kiinteästä nesteeksi eli sidoksia muodostuu) sitoutuva ja jähmettymisessä vapautuva energia
Q = s*m
s = aineelle ominainen ominaissulamislämpö

Question 19

Höyrystymislämpö

Answer 19

höyrystymisessä sitoutuva ja tiivistymisessä vapautuva energa
Q = r*m
r = aineelle ominainen ominaishöyrystymislämpö

Question 20

Polttoaine

Answer 20

aine, jota poltetaan, jottaa saadaan vapautettua siihen varastoitunutta kemiallista energiaa (sidosten katkaisu vapauttaa niihin sitoutuneen energian)

Question 21

Lämpöarvo

Answer 21

Q = H*m, H on aineelle (polttoaineelle) ominainen lämpöarvo

Question 22

mihin lämpölaskut perustuu?

Answer 22

energian säilymiseen, Q(luovutettu)=Q(vastaanotettu)

Question 23

sisäenergia

Answer 23

U
sisäenergiaan kuuluu systeemin rakenneosasten etenemiseen, pyörimiseen ja värähtelyyn liittyvä energia sekä systeemin sisäinen rakenneosien välinen potentiaalienergia

eli systeemi, joka on paikallaan eikä pyöri, sillä ei ole ulkoa havaittavaa liike-energiaa; jos vielä jätetään huomioimatta ulkoisten vuorovaikutusten aiheuttama potentiaalienergia kuten painovoimaan liittyvä potentiaalienergia, niin jäljelle jäävä osa systeemin energiasta on sen sisäenergia

Question 24

kaasun laajenemis/puristus työ

Answer 24

kun kaasu laajenee, se tekee laajenemistyön ympäristöön

kun kaasua puristetaan kasaan, ympäristö tekee siihen puristustyön

W = p*deltaV
p=kaasussa vallitseva paine
deltaV=kaasun tilavuuden muutos

Question 25

lämpöopin 1. pääsääntö

Answer 25

suljetun systeemin sisäenergian U muutos on deltaU = Q + W missä Q on systeemin ja ympäristön välillä siirtyvä lämpömäärä ja W on systeemin ja ympäristön välillä tehty työ, joka ei muuta systeemin ulkoa havaittavaa liike- tai potentiaalienergiaa. Q>0 jos lämpöä siirtyy ympäristöstä systeemiin W>0 jos ympäristö tekee työtä systeemiin

Question 26

ideaalikaasun sisäenergia

Answer 26

suoraan verrannollinen kaasun ainemäärään ja lämpötilaan; suljetussa systeemissä, jossa ainemäärä on vakio, sisäenergia riippuu vain lämpötilasta yksiatomiselle ideaalikaasulle sisäenergia: U = 3/2nRT = 3/2pV

Question 27

adiabaattinen prosessi

Answer 27

prosessi missä Q=0

Question 28

entropia

Answer 28

epäjärjestyksen mitta; mitä lähempänä eristetty systeemi on tasapainotilaa, sitä suurempi on systeemin entropia

Question 29

lämpöopin 2. pääsääntö

Answer 29

eristetyn systeemin entropia ei voi vähetä; toisin sanoen eristetyn systeemin entropia kasvaa, kunnes systeemin saavuttaa tasapainotilan ja tämän jälkeen systeemi pysyy tasapainotilassa ja entropia pysyy vakiona

Question 30

lämpöopin 0. pääsääntö

Answer 30

jos systeemit A ja B ovat kesekenään termodynaamisessa tasapainossa, ja systeemit B ja C ovat keskenään termodynaamisessa tasapainossa, tällöin myös systeemit A ja C ovat keskenään termodynaamisessa tasapainossa

Question 31

termodynaaminen tasapaino

Answer 31

on termodynaamisen systeemin dynaaminen tasapaino, jossa systeemi on lämpötilallisessa, mekaanisessa ja kemiallisessa tasapainossa: Kaksi systeemiä ovat termisessä tasapainossa, kun niiden lämpötilat ovat samat. Kaksi systeemiä ovat mekaanisessa tasapainossa, kun niiden paineet ovat samat. Kaksi systeemiä ovat diffuusissa tasapainossa, kun niiden kemialliset potentiaalit ovat samat.

Question 32

lämpöopin 3. pääsääntö

Answer 32

absoluuttista nollapistettä ei voi saavuttaa (0K), eli tilaa jossa ei ole lainkaan lämpöliikettä

Question 33

lämpövoimakone

Answer 33

ottaa enemmän lämpöä vastaan kuin luovuttaa; tekee mekaanista työtä, esim. auton polttomoottori

Question 34

lämmönsiirtokone

Answer 34

luovuttaa enemmän lämpöä kuin vastaanottaa ja siihen täytyy tehdä työtä, esim. huoneilman lämmityslaite, tai jääkaappi

Question 35

lämmön siirtyminen lämpövoimakoneessa vs lämmönsiirtokoneessa

Answer 35

lämpövoimakoneessa: lämpösäiliöstä kylmäsäiliöön lämmönsiirtokoneessa: kylmäsäiliöstö lämpösäiliöön

Question 36

lämpövoimakoneen hyötysuhde

Answer 36

n = W / Q1 = (Q1 - Q2)/Q1

Question 37

mitä voidaan sanoa hyvällä tarkkuudella lämpökoneiden sisäenergian muutoksesta?

Answer 37

sisäenergia ei muutu, koska kiertoprosessi päättyy samaan tilaan kuin mistä se lähti

Question 38

Carnot'n hyötysuhde

Answer 38

lämpövoimakoneen hyötysuhteen teoreettinen yläraja n(max) = (T1-T2) / T1

Question 39

lämpöpumpun vs kylmäkoneen suorituskyky

Answer 39

lämpöpumppu: e = Q1 / W = Q1 / (Q1-Q2) kylmäkone: e = Q2 / W = Q2 / (Q1-Q2)

Question 40

lämpöpumpun vs kylmäkoneen suorituskyvyn teoreettinen maksimi

Answer 40

lämpöpumppu: e(max) = T1 / (T1 - T2) kylmäkone: e(max) = T2 / (T1 - T2)

Question 41

onko lämmönsiirtokoneella hyötysuhde?

Answer 41

ei, koska se ei tee työtä; lämmönsiirtokoneella on suorituskyky

Question 42

jääkaapin toimintaperiaate

Answer 42

likimain jääkaapin sisätilan lämpöinen matalapaineinen kaasumainen kylmäaine (esim. isobutaani) saapuu kompressoriin, jossa se puristetaan hyvin suuripaineiseksi ja kuumaksi. tämän jälkeen se kulkee lauhduttimeen (pitkä putkisto) ja luovuttaa lämpöä huoneeseen, minkä seurauksena se jäähtyy ja tiivistyy nesteeksi; neste kulkee venttiilin läpi höyrystimeen, jossa sen paine alenee merkittävästi ja se höyrystyy, vastaanottaen lämpöä jääkaapin sisäilmalta

Question 43

veden höyrystymislämpö

Answer 43

2260 kJ/kg

Question 44

veden sulamislämpö

Answer 44

333 kJ/kg

Question 45

lämmönjohtumisteho

Answer 45

P = λ*A*ΔT / L ``` lambda = aineen lämmönjohtavuuskerroin A = seinän pinta-ala L = seinän paksuus ΔT = lämpötilaero seinämän eri puolten välillä ``` = kuinka suuri määrä lämpöenergiaa siirtyy aikayksikköä kohden tarkasteltavan seinän läpi