Fysiikka lämpöoppi Flashcards

You may prefer our related Brainscape-certified flashcards:
1
Q

Atomi

mistä koostuu, minkä avulla pysyy koossa, varaus ja mistä se johtuu

A

Atomissa on ydin ja sen ympärillä elektroniverho. Ytimessä ovat protonit ja neutronit, jotka koostuvat kvarkeista.

Ydin pysyy koossa vahvan vuorovaikutuksen avulla. Atomi pysyy koossa sähkömagneettisen vuorovaikutuksen avulla.

Atomi on varaukseton, koska siinä on yhtä monta protonia ja elektronia

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Termodynaamisessa tasapainotilassa vallitsee…

A

Vallitsee terminen, mekaaninen ja kemiallinen tasapaino

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Mitkä on tilanmuuttujat

A

Termodynaamisen systeemin tilaa voidaan kuvata 4 eri suureen avulla:

Lämpötila T
Paine p
Tilavuus V
Ainemäärä n

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Mikä on termodynaaminen systeemi?

A

Kappale tai muu kokonaisuus, jossa on tietty määrä jotain ainetta tai aineita, mahdollisesti eri olomuodoissa

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Termodynaamisen systeemin perustyypit

A

Eristetty= ei ole vuorovaikutuksessa ympäristönsä kanssa
Suljettu = vaihtaa ympäristön kanssa energiaa, muttei ainetta
Avoin= vaihtaa sekä ainetta, että energiaa

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Ioni

A

Atomi, joka on vastaanottanut tai luovuttanut elektronin tai elektroneja. Sillä on sähkövaraus

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Molekyyli (mistä koostuu, miksi pysyy koossa)

A

Kahden tai useamman atomin yhteenliittymä

pysyy koossa atomien välisten sähkömagneettisten vuorovaikutusten avulla

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Terminen energia

A

On aineen mikroskooppisten rakenneosasten järjestymättömän liikkeen eli lämpöliikkeen energiaa

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Lämpöliike voi olla…

A

Etenemis-, värähtely-, tai pyörimisliikettä

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Mistä lämpötila riippuu?

A

Kappaleen rakenneosasten lämpöliikkeestä. Mitä nopeammin aineen rakenneosaset keskimäärin liikkuvat, sitä korkeampi on aineen lämpötila

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Absoluuttisen lämpötila-asteikon peruslämpötilat:

A

Absoluuttinen nollapiste (0 K)

Veden kolmoispiste (273,16 K)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Absoluuttisessa nollapisteessä…

Absoluuttinen nollapiste on…

A

Rakenneosasten liike olisi kokonaan pysähtynyt

Lämpötilan teoreettinen alaraja, jota ei voida koskaan saavuttaa

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Eristettyyn systeemiin…

A

Muodostuu itsestään termodynaaminen tasapaino

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Paine

A

Kuvaa voiman jakautumista vaikutuspinnalle ja kaasun/nesteen laajenemispyrkimystä

p=F/a

Yksikkö Pa

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Mistä paine aiheutuu nesteissä ja kaasuissa?

A

Aineen rakenneosaset törmäyksistä

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Kaasussa ja nesteessä paine….

A

Leviää kaikkialle nopeasti ja tasaisesti
—-> paine erot tasaantuu

Ja vaikuttaa kaikkiin suuntiin yhtä suurena

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Miten lämpötilan nousu vaikuttaa nesteessä ja kaasussa paineeseen? Miksi?

A

Paine kasvaa, koska korkeammassa lämpötilassa rakenneosaset liikkuvat nopeammin ja törmäyksissä kohdistavat suuremman voiman toisiinsa ja astian seinämiin

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Mikä on normaali ilmanpaine, ja mistä se johtuu?

A

Ilmanpaine aiheutuu maapallon ilmaan kohdistamasta painosta, joka puristaa ilmakehää vasten Maata. Normaali ilmanpaine on 101 325 Pa

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Mitä muita yksikköjä paineesta käytetään?

A

Baari ja elohopeamillimetri

1 bar=0,1 MPa=10^5 Pa

Ilmanpaine on siis 101,3 KPa= 1013 mbar= 1,013 bar

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

Mikä on hydrostaattinen paine?

A

Paine joka johtuu nesteeseen (tai kaasuun) kohdistuvasta painosta

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

Hydrostaattinen paine astian pohjalla…

A

Ei riipu astian muodosta

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

Hydrostaattisen paineen kaava

A

Hydrostaattinen paine syvyydellä h on:

p= tiheys x syvyys x putoamiskiihtyvyys= ρgh

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
23
Q

Samassa syvyydessä…

A

On aina joka suunnassa yhtä suuri paine, koska paine jakautuu nesteessä tasaisesti

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
24
Q

Kokonaispaine

A

syvyydellä h on p=p0 + pgh

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
25
Q

Mihin hydraulisen nosturin toiminta perustuu?

A

Neste on lähes kokoonpuristumatonta ja nesteessä vallitsee kaikkialla sama paine joka suuntaan

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
26
Q

Hydraulisessa puristimessa…

A

kumpaankin mäntään kohdistuu yhtä suuri paine

F1/A1=F2/A2

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
27
Q

Normaali ilmanpaine mmHg

A

760 mmHg

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
28
Q

Celsiuslämpötila-asteikon peruspisteet

A

100C, 0C

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
29
Q

Paineen yksikkö

A

1 Pa= 1 N/m^2

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
30
Q

Energian säilymislaki

A

Energia voi luonnonilmiössä siirtyä tai muuntua muodosta toiseen. Energian kokonaismäärä kuitenkin säilyy.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
31
Q

Energia lajit voidaan jakaa…

A

Varpaisiin ja sidottuihin

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
32
Q

Jos systeemillä on mekaanista energiaa…

A

Se voi tehdä työtä

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
33
Q

Vakiovoiman tekemä työ

A
  1. W=Fs kun voima on liikkeen suuntainen
  2. W=-Fs kun voima on liikkeen vastainen
  3. Jos kappale on paikoillaan, siirtymä on 0 eli myös työ on 0
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
34
Q

Mekaaninen energia

A

Kappaleen ja Maan vuorovaikutukseen liittyvän potentiaalienergian ja kappaleen liike-energian summaa kutsutaan kappaleen mekaaniseksi energiaksi

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
35
Q

Potentiaalienergia on kappaleen….

A

Sijaintiin perustuvaa energiaa

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
36
Q

Kappaleen potentiaalienergia (kaava)

A

Ep= mgh

m= massa
g= putoamiskiihtyvyys 
h= painopisteen paikka nollatasoon nähden
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
37
Q

Kappaleen liike-energia

A

= kappaleen kykyä tehdä työtä liikkeensä avulla

Ek= 1/2mv^2

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
38
Q

Sisäenergia

A

Rakenneosasten lämpöliikkeen liike-energioiden ja rakenneosasten välisiin vuorovaikutuksiin liittyvien potentiaalienergioiden summa

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
39
Q

Teho ilmaisee…

A

Kuinka nopeasti voima tekee työn

P=W/t

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
40
Q

Hyötysuhde kaava

A

Etuotto/Eotto

Voidaan esittää myös tehojen suhteena Ptuotto/Potto

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
41
Q

Hukkaenergia

A

Eotto-E tuotto

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
42
Q

Makrotasolla lämmöllä tarkoitetaan…

A

Lämpötilaerosta johtuvaa energian siirtymistä

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
43
Q

Mikrotasolla lämpö on…

A

Termisen energian siirtymistä systeemistä ympäristöön tai ympäristöstä systeemiin

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
44
Q

Millä tavoin energia voi siirtyä lämpönä termodynaamisesta systeemistä toiseen?

A
  1. Konvektoitumalla lämmön aiheuttamien virtausten mukana
  2. Johtumalla aineen rakenneosien välisissä vuorovaikutuksissa
  3. sähkömagneettisen säteilyn mukana aineessa ja tyhjiössä
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
45
Q

Siirtynyt energia aiheuttaa…

A

Lämpötilan, tilavuuden, paineen tai olomuodon muutoksen

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
46
Q

Energia siirtyy lämpönä AINA…

A

korkeammassa lämpötilasta olevasta kappaleesta alemmassa lämpötilassa olevaan kappaleeseen

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
47
Q

Energian kuljettumisessa eli konvektiossa…

A

Termistä energiaa siirtyy liikkuvan aineen mukana (esim merivirrat)

48
Q

Lämmön johtuminen on…

A

Värähtelyn voimistuminen etenemistä aineessa

49
Q

Miksi nesteet johtaa paremmin energiaa lämpönä kuin kaasut?

A

Nesteissä rakenneosasten sähkömagneettiset vuorovaikutukset ovat voimakkaampia

50
Q

Millaista materiaalia kannattaa käyttää hyvin lämpöä eristävään rakennukseen? Miksi?

A

Huokoista, sillä sen sisältämä ilma lisää eristyskykyä

51
Q

Emittoida

A

Lähettää

52
Q

Absorboida

A

Ottaa vastaan

53
Q

Lämpösäteilyssä…

A

Termistä alkuperää oleva energia siirtyy kappaleesta ympäristöön sähkömagneettisena säteilynä

54
Q

Lämpösäteilyä syntyy, kun…

A

Sähköisesti varatut rakenneosat värähtelevät

55
Q

Aineen absorboidessa energiaa lämmön muodossa…

A

Aineen tilavuus pääsääntöisesti kasvaa

56
Q

Miten lämpölaajeneminen selittyy?

A

Aineen rakenneosien satunnaisen liikkeen kasvulla

57
Q

Mitä lämpölaajenemisessa tapahtuu?

A

Lämpötilan kasvaessa atomit värähtelevät laajemmalla alueella tasapainoasemansa ympärillä—> niiden keskimääräinen etäisyys naapureistaan ja tasapainoasemastaan kasvaa—> kappale lämpölaajenee

58
Q

Pallon halkaisijan muutos… (3)

A
  • riippuu materiaalista
  • on verrannollinen lämpötilan muutokseen
  • on verrannollinen alkuperäisen halkaisijan suuruuteen
59
Q

Pituuden lämpölaajeneminen uusi pituus:

A

l=l’0+αl’0ΔT= l’0(1+α*ΔT)

60
Q

Pituuden muutos:

A

Muutos l= αl’0ΔT

61
Q

Pinta-alan ja pituuden lämpötilakertoimille on voimassa

A

β=2α

62
Q

Pinta-alan lämpölaajeneminen:

A

A=A’0(1+β*ΔT)

63
Q

Τilavuuden lämpölaajeneminen

A

V=V’0(1+γ*ΔΤ)

64
Q

Miten veden tilavuus reagoi lämpötilaan? Miksi?

A

Veden tilavuus pienenee lämpötilan kasvaessa 0..4°C, koska vesimolekyylit ryhmittyvät vähemmän tilaa vievään järjestykseen

65
Q

Kun lämpötila nousee 1°c ja paine ei muutu…

A

Kaasut laajenevat 1/273 siitä tilavuudesta joka niillä on 0°C ja samassa paineessa

66
Q

Mistä ideaalikaasun liikerata johtuu?

A

Rakenne osaset ovat jatkuvassa satunnaisessa suoraviivaisessa ja nopeassa liikkeessä. Liikeradoista tulee törmäysten vuoksi murtoviivoja.

67
Q

Reaalikaasut vs ideaalikaasut

A

Reaalikaasut ovat usein seoksia ja niissä törmäykset voi olla kimmoisia tai kimmottomia. Reaalikaasuissa rakenneosasten välillä on sähkö magn. vv, ideaalikaasuissa rakenneosaset on vuorovaikutuksessa toistensa kanssa vain törmäyksissä.

68
Q

Kun kaasujen paine kasvaa…

A

Molekyylien välimatkat pienevät eli tilavuus pienenee

69
Q

Kaasulla on pyrkimys….

A

Laajeta itsestään, koska kaasuatomien tai molekyylien väliset voimat ei rajoita niiden liikettä

70
Q

Boylen laki

A

Jos kaasun lämpötila pysyy vakiona eli tilanmuutos on isoterminen, kaasulle on voimassa yhtälö

pV = vakio

71
Q

Charlesin laki

A

Jos kaasun tilavuus pysyy vakiona eli tilanmuutos on isokoorinen, kaasulle on voimassa yhtälö

p/T= vakio

72
Q

Gay-Lussacin laki

A

Jos kaasun paine pysyy vakiona eli tilanmuutos on isobaarinen, kaasulle on voimassa yhtälö

V/T= vakio
(Toteutuu tarkasti vain ideaalikaasulla)

73
Q

Ideaalikaasu

A

On malli luonnon kaasuista, reaalikaasuista

74
Q

Reaalikaasut toteuttavat kaasu lakeja sitä paremmin, mitä…

A

Alhaisempi paine, mitä pienempi tiheys ja mitä korkeampi lämpötila niillä on

75
Q

Kaasun tilanmuuttujia ovat…

A

Paine, tilavuus ja lämpötila. Ainemäärät oletetaan olevan vakio

76
Q

Kaasujen yleinen tilanyhtälö

A

pV/T = vakio

77
Q

Avogadron laki

A

Samassa lämpötilassa ja paineessa yhtä suuret tilavuudet eri kaasuja sisältää yhtä monta molekyyliä

78
Q

NPT

A

Eli kaasun normaalitila on sovittu tila jossa

  • Lämpötila on T’0=273,15K
  • Paine p’0 = 101 325 Pa
79
Q

Ideaalikaasun tilanyhtälö

A

pV=nR

80
Q

Ideaalikaasun tilavuus NPT-tilassa

A

22.4 dm^3

81
Q

Olomuoto=

A

Faasi

82
Q

Aineen kolme olomuotoa

A

Kiinteä aine, neste ja kaasu

83
Q

Mistä aineen olomuoto riippuu?

A

Tilanmuuttujista

84
Q

Mitä olomuodon muutoksissa tapahtuu ja milloin?

A

Sitoutuu ja vapautuu energiaa:

Kun aineeseen tuodaan energiaa, sen lämpötila kohoaa, mikäli sen olomuoto ei muutu

85
Q

Miten lämpötila muuttu olomuodon muutoksissa ja miksi?

A

Lämpötila pysyy samana, koska tuotu energia kuluu kokonaan aineen rakenneosien sidosten purkamiseen ja poistuva energia on sidosten syntyessä vapautuvaa energiaa.

86
Q

Mitä tapahtuu kun kiinteään aineeseen siirtyy energiaa lämpönä?

A

Rakenneosasten värähtely voimistuu —> rakenneosasten väliset sähkömagneettiset sidokset heikkenevät—->sidosvoimat ei kykene pitämään aineen rakennetta koossa

87
Q

Kiinteä—>kaasu=

A

Sublimoituminen

88
Q

Kaasu—>kiinteä=

A

Härmistyminen

89
Q

Mikä on fraasikaavio, ja mitä sillä kuvataan?

A

graafinen esitys joka saadaan, kun sublimoitumis-, sulamis- ja höyrystymiskäyrät piirretään samaan koordinaatistoon

Sillä kuvataan aineen eri olomuotoa eri paineissa ja lämpötiloissa

90
Q

Tasapainokäyrillä…

A

kaksi olomuotoa ovat tasapainossa keskenään

91
Q

Kolmoispiste

A

Kolmoispisteen lämpötilassa

  • kaikki kolme olomuotoa ovat tasapainossa
  • aine voi esiintyä samanaikaisesti kaikissa kolmessa olomuodossaan
92
Q

Kriittinen piste

A
  • kullekin aineelle ominainen lämpötilan ja paineen yhdistelmä
  • sitä korkeammissa lämpötiloissa ja paineissa nestemäisen ja kaasumaisena olomuodon raja häviää
93
Q

Haihtuminen

A
  • Tarkoittaa nesteen höyrystymistä nesteen vapaasta pinnasta.
  • Tapahtuu kaikissa lämpötiloissa.
94
Q

Dynaaminen tasapaino

A

Höyrystyminen ja tiivistyminen on yhtä runsasta

95
Q

Kiehuminen (milloin ja mitä tapahtuu?)

A
  • tapahtuu lämpötilassa jossa nesteen sisäinen höyrypaine on yhtä suuri tai suurempi kuin ulkoinen paine
  • nesteen höyrystymistä tapahtuu kaikkialla nesteessä
96
Q

Miten kiehumispiste reagoi paineen muutoksiin?

A

Paineen laskiessa kiehumispiste alenee

Koska kiehuminen tapahtuu kun nesteen paine on ainakin yhtä suuri kuin ilman

97
Q

Absoluuttinen kosteus

A
  • Ilmassa olevan vesihöyryn massa tilavuusyksikköä kohti

- kutakin lämpötilaa vastaa tietty maksimikosteus, joka kasvaa lämpötilan kasvaessa

98
Q

Suhteellinen kosteus

A

Kuinka monta prosenttia ilman absoluuttinen kosteus on suurimmasta mahdollisesta kosteudesta

99
Q

Kastepiste

A

Kun ilman lämpötila alenee, tietyssä lämpötilassa, kastepisteessä, ilmassa oleva vesihöyry tulee kylläiseksi ja tiivistyy

100
Q

Ominaishöyrystymislämpö

A

Se energia massayksikköä kohti joka on vietävä kiehumispisteessä olevaan nesteeseen jotta neste höyrystyisi

r=Q/m

101
Q

Lämpö Q

A

On lämpötilaerosta johtuvaa energian siirtymistä systeemin ja sen ympäristön välillä

102
Q

Lämpöopin nollas pääsääntö

A

Jos systeemit A ja B ja B ja C ovat lämpötasapainossa, myös A ja C ovat lämpötasapainossa

103
Q

Lämpöopin 1. Pääsääntö

A

Sisäenergian muutos on systeemin ja ympäristön välillä siirtyneen energian ja tehdyn työn summa

ΔU=Q+W

104
Q

Lämpöopin 2. Pääsääntö

A

Eristetyt systeemin entropia eli epäjärjestys kasvaa kunnes systeemi saavuttaa tasapainotilan. Epäjärjestys ei koskaan itsestään vähene.

105
Q

Laajenevan kaasun tekemä työ

A

W=pΔV

106
Q

Lämpövoimakoneessa…

A

Lämpö muuttu osittain työksi

Toiminnan edellytys lämpötilaero

107
Q

Polttoaineen lämpöarvo

A

H=Q/m

Kertoo kuinka paljon palamisreaktiossa vapautuu energiaa massa yksikköä kohden

108
Q

Lämpövoimakoneen hyötysuhde

A

η=1- (Q2/Q1)

109
Q

Carnot-hyötysuhde

A

ηmax =1-(T1/T2)

110
Q

Jäähdytyskone

A

Siirtää energiaa lämpönä mekaanisen energian avulla matalimmasta lämpötilasta lämpimämpään

111
Q

Ominaissulamislämpö

A

Aineelle ominainen vakio, joka kertoo, paljonko energiaa tarvitaan kun aineen olomuoto muuttuu kiinteästä nesteeksi

s=Q/m
—> Q=sm

112
Q

Tyhjiössä lämpö voi siirtyä vain…

A

Säteilemällä

113
Q

Ominaislämpökapasiteetti c

A

Aineelle ominainen kyky sitoa tai luovuttaa energiaa lämpönä

c=Q/mΔΤ

114
Q

Mitä tarkoittaa että kappaleen lämpökapasiteetti on suuri?

A

Sen lämpötila muuttuu vain vähän vaikka se luovuttaa/ vastaan ottaa paljon energiaa?

115
Q

Lämpökapasiteetti C

A

Ilmaise systeemin tai kappaleen kyvyn ottaa vastaan tai luovuttaa energiaa lämpönä yhtä lämpötilayksikköä kohti

C=ΔQ/ΔT