Näidiskonspekt
Oma käega kirja pandud konspekt on kõige olulisem õppematerjal - ise tehtud, hästi tehtud.
Suur tänu Sulle, Stella Victoria Ojala.
Suur tänu Sulle, Stella Victoria Ojala.
Soojusõpetuse rakendumine köögis.
·
Kuidas kiirendada toidu valmimist keetmisel?
Vihje: kõrgemal temperatuuril valmib toit kiiremini.; suurem pindala soodustab
soojusülekannet.
- Selleks, et tõsta vee keemistemperatuuri 10° võrra tuleb suurendada auru rõhku 1,5 korda võrreldes tavalise õhurõhuga (poti kaas kinni kruvida või peale asetada raskus, et aur seda üles ei tõstaks).
- Keemistemperatuuri tõstmiseks võib lisada ka vette soola. Kui vedelikus on lisandeid, mis ei auru, siis on auru rõhk väiksem, sest aurustuvas pinnakihis on vähem vedeliku molekule kui puhtas vedelikus. Selleks auru rõhku tõsta välisõhurõhuga võrdseks (keemise tingimus), tuleb soolast vedelikku kuumutada kõrgema temperatuurini. Seda kirjeldab ebullioskoopiline koefitsient. Keedusoola abil on võimalik tõsta vee keemistemperatuuri kuni 108,8° C , kui lisada 1 l veele 407 g soola. Veel kõrgema keemistemperatuuri annab KI , kui seda lisada 1 l vee kohta 2,2 kg, siis hakkab segu keema 185° C juures.
· Kas kartuleid saab rutem pehmeks keeta kui vesi keeb väga intensiivselt? Vihje: keemistemperatuur ei sõltu juurdeantavast soojushulgast.
· Kartuleid saab kiiremini keeta, kui nendesse torgata raudnaelu. Need on head soojusjuhid, mis viivad soojusenergiat paremini kartuli sisse. Samuti aitab šaslõkivarras lihal seestpoolt küpseda.
· Kas vesi hakkab keema kausis, mis ujub keevas vees? Vihje: soojusülekandeks peavad kehad olema erinevatel temperatuuridel.
· Gaasipliidil keeb vesi teekannus. Kui tuli ära keerata, hakkab kannu tilast tulema "auru", mida enne oli vaevalt märgata. Elektripliidi väljalülimisel sellist nähtust ei esine. Miks ? Vihje: elektripliidil on suurem soojuslik inerts.
· Miks piim üle keeb, vesi aga mitte? Vihje: piimale tekib keetmisel kile.
· Miks vesi enne keema hakkamist kohiseb? Vihje: keemahakkamisega kaasneb mullide tekkimine.
· Kui panna saiatainas kerkima, siis mõne ajapärast on selle ruumala suurenenud ja kui tainast näpuga torgata, tuleb sealt gaasi välja. Järelikult on seal sees rõhk suurem kui toaõhus. See tähendab, et kerkimisel suurenes nii tainas oleva gaasi ruumala kui rõhk. Kuid tainas on ju püsival temperatuuril, st. on tegu isotermilise protsessiga. Sel juhul aga peaks kehtima Boyle- Mariotte’i seadus: pV = const. Seega peaks tainas oleva süsihappegaasi rõhk hoopis vähenema. Milles on asi? Vihje: tuletage meelde, millistel tingimustel kehtivad gaaside seadused.
· Miks rasv kuumal pannil laiali vajub?
· Miks kartulijahu krudiseb, tavaline nisujahu aga mitte. Vihje: tärklis on kristalliline aine.
· Miks toiduained külmas paremini säilivad? Vihje: difusioon.
· Kas on kasulik osta suuri või väikesi kartuleid? Suuri, sest siis on pindala suhe ruumalasse väiksem, st. koori on suhteliselt vähe. Kui kartulid oleksid kerakujulised, siis pindala S = 4pr2 ja ruumala V = 4/3 pr3 ja S/V = 3/r , st et kui r = 3 cm, siis on suhe 1 , aga kui r = 6 cm, siis on suhe ½.
· Kas kosmoselaevas saab potiga vett keeta? Vihje: Kaalutuses puudub konvektsioon.
· Kuidas töötab mikrolaineahi? Mikrolained on elektromagnetlained, mille lainepikkus on ca 1 mm kuni 1 dm. Need lained neelduvad toidus, kus on vee molekule. Need on polaarsed ja hakkavad laine elektrivälja taktis võnkuma. See võnkeenergia muutub soojuseks ja kuumutab toitu. Ahi ise ei kuumene. Kas muna saab keeta selles ahjus? Ei saa! Munas olev õhumull paisub ja lööb muna lõhki!
· Miks kuumale supile või kohvile tuleb peale puhuda? Et eemaldada juba soojenenud õhukiht ja lasta ligi uut külmemat õhku.
· Miks rasvane supp jahtub aeglasemalt kui lahja supp? Vihje: rasv on veest kuni 10 korda halvem soojusjuht.
· Miks rasv ujub supi pinnal ringikestena? Vihje: rasvale mõjuvad nii raskusjõud kui pindpinevusjõud.
· Miks kuuma supi sees olev kartul suud kõrvetab , leem aga mitte? Vihje: üleantav soojushulk on võrdeline pindalaga.
· Kunas kohv jahtub kiiremini, kas siis kui enne koor hulka kallata või enne jahtuda lasta ja siis koor hulka kallata? Vihje: DQ ~ DT .
· Miks tootes muna ei pöörle, külla aga keedetud muna?
· Millal on kokteil kangem, kas siis kui jää ujub pinnal või heljub? Vihje: Üleslükkejõud on võrdeline vedeliku tihedusega F = r V g . Jää tihedus on 900 kg/m3, veel 1000 kg/m3 ja piiritusel 800 kg/m3.
- Selleks, et tõsta vee keemistemperatuuri 10° võrra tuleb suurendada auru rõhku 1,5 korda võrreldes tavalise õhurõhuga (poti kaas kinni kruvida või peale asetada raskus, et aur seda üles ei tõstaks).
- Keemistemperatuuri tõstmiseks võib lisada ka vette soola. Kui vedelikus on lisandeid, mis ei auru, siis on auru rõhk väiksem, sest aurustuvas pinnakihis on vähem vedeliku molekule kui puhtas vedelikus. Selleks auru rõhku tõsta välisõhurõhuga võrdseks (keemise tingimus), tuleb soolast vedelikku kuumutada kõrgema temperatuurini. Seda kirjeldab ebullioskoopiline koefitsient. Keedusoola abil on võimalik tõsta vee keemistemperatuuri kuni 108,8° C , kui lisada 1 l veele 407 g soola. Veel kõrgema keemistemperatuuri annab KI , kui seda lisada 1 l vee kohta 2,2 kg, siis hakkab segu keema 185° C juures.
· Kas kartuleid saab rutem pehmeks keeta kui vesi keeb väga intensiivselt? Vihje: keemistemperatuur ei sõltu juurdeantavast soojushulgast.
· Kartuleid saab kiiremini keeta, kui nendesse torgata raudnaelu. Need on head soojusjuhid, mis viivad soojusenergiat paremini kartuli sisse. Samuti aitab šaslõkivarras lihal seestpoolt küpseda.
· Kas vesi hakkab keema kausis, mis ujub keevas vees? Vihje: soojusülekandeks peavad kehad olema erinevatel temperatuuridel.
· Gaasipliidil keeb vesi teekannus. Kui tuli ära keerata, hakkab kannu tilast tulema "auru", mida enne oli vaevalt märgata. Elektripliidi väljalülimisel sellist nähtust ei esine. Miks ? Vihje: elektripliidil on suurem soojuslik inerts.
· Miks piim üle keeb, vesi aga mitte? Vihje: piimale tekib keetmisel kile.
· Miks vesi enne keema hakkamist kohiseb? Vihje: keemahakkamisega kaasneb mullide tekkimine.
· Kui panna saiatainas kerkima, siis mõne ajapärast on selle ruumala suurenenud ja kui tainast näpuga torgata, tuleb sealt gaasi välja. Järelikult on seal sees rõhk suurem kui toaõhus. See tähendab, et kerkimisel suurenes nii tainas oleva gaasi ruumala kui rõhk. Kuid tainas on ju püsival temperatuuril, st. on tegu isotermilise protsessiga. Sel juhul aga peaks kehtima Boyle- Mariotte’i seadus: pV = const. Seega peaks tainas oleva süsihappegaasi rõhk hoopis vähenema. Milles on asi? Vihje: tuletage meelde, millistel tingimustel kehtivad gaaside seadused.
· Miks rasv kuumal pannil laiali vajub?
· Miks kartulijahu krudiseb, tavaline nisujahu aga mitte. Vihje: tärklis on kristalliline aine.
· Miks toiduained külmas paremini säilivad? Vihje: difusioon.
· Kas on kasulik osta suuri või väikesi kartuleid? Suuri, sest siis on pindala suhe ruumalasse väiksem, st. koori on suhteliselt vähe. Kui kartulid oleksid kerakujulised, siis pindala S = 4pr2 ja ruumala V = 4/3 pr3 ja S/V = 3/r , st et kui r = 3 cm, siis on suhe 1 , aga kui r = 6 cm, siis on suhe ½.
· Kas kosmoselaevas saab potiga vett keeta? Vihje: Kaalutuses puudub konvektsioon.
· Kuidas töötab mikrolaineahi? Mikrolained on elektromagnetlained, mille lainepikkus on ca 1 mm kuni 1 dm. Need lained neelduvad toidus, kus on vee molekule. Need on polaarsed ja hakkavad laine elektrivälja taktis võnkuma. See võnkeenergia muutub soojuseks ja kuumutab toitu. Ahi ise ei kuumene. Kas muna saab keeta selles ahjus? Ei saa! Munas olev õhumull paisub ja lööb muna lõhki!
· Miks kuumale supile või kohvile tuleb peale puhuda? Et eemaldada juba soojenenud õhukiht ja lasta ligi uut külmemat õhku.
· Miks rasvane supp jahtub aeglasemalt kui lahja supp? Vihje: rasv on veest kuni 10 korda halvem soojusjuht.
· Miks rasv ujub supi pinnal ringikestena? Vihje: rasvale mõjuvad nii raskusjõud kui pindpinevusjõud.
· Miks kuuma supi sees olev kartul suud kõrvetab , leem aga mitte? Vihje: üleantav soojushulk on võrdeline pindalaga.
· Kunas kohv jahtub kiiremini, kas siis kui enne koor hulka kallata või enne jahtuda lasta ja siis koor hulka kallata? Vihje: DQ ~ DT .
· Miks tootes muna ei pöörle, külla aga keedetud muna?
· Millal on kokteil kangem, kas siis kui jää ujub pinnal või heljub? Vihje: Üleslükkejõud on võrdeline vedeliku tihedusega F = r V g . Jää tihedus on 900 kg/m3, veel 1000 kg/m3 ja piiritusel 800 kg/m3.
Gaaside kiire jahtumine:
http://www.youtube.com/watch?v=mnN72oXtl8A&feature=player_embedded
Isoprotsessid:
http://www.fyysika.ee/opik/index.php?tase=asi&idex=971&idse=8385
Katse vedela lämmastikuga:
http://www.youtube.com/watch?v=w2mj-Sq2oeo&feature=player_embedded
Aurumasinate ajaloost
Esimese töötava aurumasina ehitas prantslane Papin 1690. aastal. Aur tõstab paisudes kolvi üles. Seejärel jahutatakse silindrit väljastpoolt külma veega. Aur silindris veeldub, tekib vaakum ning välisrõhk surub kolbi alla ning teebki tööd.
Denis PAPIN 1690
Denis PAPIN 1690
Järgmine soojusmasin konstrueeriti T. Savery poolt 1699. aastal ja kasutati peamiselt kaevandustest vee välja pumpamiseks.
Eelmistest põhimõtte poolest erinev on J. Watti poolt leiutatud aurumasin 1778 aastal, millele põhinedes ehitas esimese auruveduri R. Tretvithik 1804
Eelmistest põhimõtte poolest erinev on J. Watti poolt leiutatud aurumasin 1778 aastal, millele põhinedes ehitas esimese auruveduri R. Tretvithik 1804