LÄMPÖOPPIA: lämpöenergia, lämpömäärä (= lämpö Q) Aineen lämpötila t aineen saaman lämpömäärän Q funktiona; t = t(q)

Transkriptio

1 LÄMPÖOPPIA: lämpöenergia, lämpömäärä (= lämpö ) Aineen lämpöila aineen saaman lämpömäärän funkina; = () C F 5 D 4 E 3 B 2 C 1 A E N E R G I A A S I T O U T U U E N E R G I A A V A P A U T U U AB: Kiineä aine lämpenee (BA: jäähyy) = cm 1 BC: Kiineä aine sulaa (CB: jähmeyy) = sm 2 CD: Nese lämpenee (DC: jäähyy) 3 = cm DE: Nese kiehuu (ED: iivisyy) 4 = rm EF: Höyry lämpenee (FE: jäähyy) 5 = cm Lämmiyseh: P = W = Hum! lämpöilan muus n celsius-aseina yhä suuri kuin kelvinaseina:

2 Esim. Kuinka paljn lämpöenergiaa arviaan muuamaan 3,0-15 C jäää 120-aseiseksi vesihöyryksi? Vesihöyryn minaislämpökapasieei vakipaineessa cp = 2,0 Rak. 1) Jään lämmiys: -15 C 0 C: - jään minaislämpökapasieei (- 4 C) c = 2,09 C (MAOL s. 77) 1 cm 2,09 3,0 15 C C = 94,05 2) Jään sulaus: 0 C: - jään (vesi) minaissulamislämpö s = 333 (MAOL s. 78) 2 = s m = 333 3,0 = 999 3) Veden lämmiys: 0 C 100 C: C - veden minaislämpökapasieei c = 4,19 C (MAOL s. 78) = 3 cm 4,19 3,0 100 C C = ) Veden höyrysys: 100 C: - veden minaishöyrysymislämpö r = 2260 (MAOL s. 79) 4 = r m = ,0 = ) Höyryn lämmiys: 100 C 120 C: - vesihöyryn minaislämpökapasieei vakipaineessa c p = 2,00 C c p - (Hum! MAOL s. 78) n anneu kaasuille cp ja, mua ei vesihöyrylle) c V = 5 cpm = 2,00 3,0 20 C 120 C =. Tarviava lämpöenergia yheensä: = = 94, = 9250,05 9,3 MJ.. Lisäkysymys: Seliä miä arkiava sublimiuminen ja härmisyminen.

3 LÄMPÖLASKUT - Erilämpöise kappalee udaan yheen ( 1 > 2 ) - leus: erisey syseemi: ei lämmönvaiha ympärisön kanssa esim. erilämpöisiä vesimääriä sekieaan isiinsa, mikä n seksen lppulämpöila? 1 2 = lppulämpöila m 1 + m Tapa 1: Lämmön säilymislaki (susielava apa): Kuuman kappaleen m 1 luvuama lämpöenergia 1 = Kylmän kappaleen m 2 vasaanama lämpöenergia 2 : c HUOM! Tässä avassa eaan aina lämpöilan muus psiiivisena: Δ > 0 eli Δ 1 > 0 ja Δ 2 > 0 Tapa 2: -summa (harvinaisempi apa): Kuuma kappale m 1 luvuaa yhä paljn lämpöä kuin kylmä kappale m 2 aa vasaan (lämmön säilymislaki) eli kuuman ja kylmän kappaleen lämpöenergiiden muusen summa n nlla: : c Tässä avassa laskeaan lämpöilan muus aina Δ = lppulämpöila alkulämpöila

4 Teh. Alumiinin minaislämpökapasieein määriys. Syrksiseen kalrimeriin kaadeaan 710 g veä. Veden ja kalrimerin alkulämpöilaksi miaaan +10,0 C. Punniu alumiinikappale lämmieään kiehuvassa vedessä (+100 C) ja siirreään kuivauna npeasi kalrimeriin. Alumiinikappaleen massa n 200,0 g. Syseemin anneaan aseua ermdynaamiseen asapainilaan (lämpöilaer asiuva). Kalrimerissä levan alumiinikappaleen ja veden lppulämpöilaksi miaaan +15,0 C. Kalrimerin lämpökapasieei n 65 J/K. a) Määriä ulsen peruseella alumiinin minaislämpökapasieei. b) Veraa saaua ulsa aulukkarvn. Mikä seika aiheuava virheä ulkseen? Tehävän rakaisu: Laskeaan avalla 1. C kal = 65 J/K Al 200,0 g +100 C +10 C +15,0 C vesi: 710 g Alumiinin luvuama lämpöenergia = veden + kalrimerin vasaanama lämpöenergia :

5 . b) Vr. Taulukkarv: alumiinin minaislämpökapasieei. (MAOL s. 72). Hum! lämpöilan muus n celsius-aseina yhä suuri kuin kelvinaseina:, jen lämpöiljen yksikö vidaan vaihaa seuraavasi: Virheläheiä: - lämmönvaih ympärisön kanssa (esim. alumiinikappaleen siirrssa asiaan apahui lämmönhukkaa ympärisöön); sa alumiinin luvuamasa lämpöenergiasa menee ympäröivään ilmaan alumiini ehi siis jäähyä ennen kalrimeriin laiamisa - lämpöilan, massan kalrimerin lämpökapasieein miausvirhee. ############################################################ Lämpölaskuissa susiellaan apaa 1: Kuuman kappaleen m 1 luvuama lämpöenergia 1 = Kylmän kappaleen m 2 vasaanama lämpöenergia 2 ############################################################ Lisäkysymys: Seliä miä arkiava sublimiuminen ja härmisyminen. Sublimiumisessa kiineä aine muuuu suraan höyryksi ja härmisymisessä höyry muuuu kiineäksi aineeksi (päinvasainen prsessi).