termodynamika - opracowanie - Egzamin - mttjwdp

termodynamika - opracowanie.doc
(604 KB) Pobierz
1. I Zasada termodynamiki
W układzie odosobnionym tzn. osłoniętym osłoną adiabatyczną, ilość energii wewnętrznej układ jest stała
Ed=Eu+Ew [J]  równ bilansu energetycznego można traktować jako I zasadę termodynamiki dot. Układu zamkniętego. Energia
doprowadzona do układu wyodrębnionego osłoną adiabatyczną pozostaje częściowo w układzie a część jest wyprowadzona z układu.
Interpretacja graficzna – wykr. Sankeya
Jeżeli układ działa w sposób ustalony (jego energii nie zmienia się w czasie lub zmienia się w sposób periodyczny i po skończonej liczbie
cykli wraca do wart. Początkowych) to bilans energetyczny przyjmuje postać
ponieważ
to do czynnego silnika
że jest rzeczą niemożliwą skonstruowanie perpetum mobile pierwszego rodzaju (silnika pracującego bez zasilania energią z
zewnątrz).
2. II Zasada termodynamiki
sformułowanie
a)
b)

c)
d)
Plancka. Jest rzeczą niemożliwą skonstr. takiego silnika (maszyny działającej periodycznie), którego działanie polegało by na
podnoszeniu ciężarów i równoczesnym ochładzaniu jednego źródła ciepła. Silnik taki nosi nazwę perpetum mobile II rodzaju.
Clausiusa - ciepło nie może przejść samorzutnie od ciała o temp niższej do ciała o temp wyższej. Aby spowodować taki przepływ
ciepła musimy zastosować lewo bieżną maszynę cieplną i wkładać do niej energię z zewnątrz, tzn. wywoływać zmiany w innych
ciałach.
Samorzutne przejście – zjawisko któremu nie towarzyszą żadne zmiany w otoczeniu (otoczenie nie oddziałuje na układ)
Schmidta – nie można całkowicie odwrócić przemiany, w której występuje tarcie. Pracę w całości można zmienić na ciepło przez
tarcie, jednak z tego ciepła nie można w całości odzyskać pracy.
Ostwalda – perpetum mobile II rodzaju jest niemożliwe – DOWÓD
czyli cykl pracy silnika stąd SPM II R=0, bo entropia jest wielkością stanu, a stan w punkcie 1-2 jest sobie równy to:
 = 0;  = S
;
PM II R + SŹR = 0 Q – ciepło tarcia
 > 0 sprzeczne z prawem wzrostu entropii
e)
entropia układu zamkniętego i izolowanego nie może maleć podczas dowolnej przemiany i wzrastać przy przemianach
nieodwracalnych.
3. Wielkości zastępcze dla roztworów gazowych
Oblicza się w ten sposób, że mnoży się wielkości indywidualne przez udziały i sumuje się tak obliczone iloczyny.
a)
udziały gramowe – jeżeli jednostka danej wielkości zawiera w mianowniku kg np. R
b)
udziały molowe (objętościowe) jeżeli jednostka danej wielkości zawiera w mianowniku kmol np. M [kg/kmol]
c)
objętościowe - jeżeli m3 lub mm3
Stałą gazową R obliczamy
Masę drobinową M obliczamy
między udz. mol zi i gram gi składnika roztworu zachodzi zależność
4. Entalpia – sposób obliczania
a)
ciała stałe i ciecze
i=u+pv, gdzie v - obj. właść.,
p - bezwzględne ciśnienie statyczne,
u – właściwa energia wewnętrzna
b)
gaz doskonały (funkcja tylko temp, nie zależy od ciśnienia i objętości)
i=cpT+uo,
gdzie
cp – ciepło wł. przy stałym ciśnieniu,
T – temp,
uo – energia otoczenia
c)
gaz półdoskonały (funkcja tylko temp)
, gdzie:
d)
para nasycona mokra
i=i`+x(i``-i`), gdzie:
e)
- średnie ciepło właściwe od 0 do T,
T – temp
i – entalpia pary nasyc. mokrej,
i` - entalpia cieczy,
i`` - ilość pary suchej nasyconej,
x – stopień wilgotności
para przegrzana
gdzie qp – ciepło przegrzania pary
p
i=i``q ,
f)
para mokra nasycona
gdzie r – entalpia parowania
i=q+r+pr,
5. Przejmowanie
jest to wymiana ciepła pomiędzy powierzchnią ciała stałego a otaczającym ją płynem
z prawa Newtona
Q=A-(tf-tw), gdzie:
t – temp pow ciała stałego,
t - temp opływającego płynu,
w
f
 - współczynnik,
 - czas,
A – powierzchnia,
 - ozn. ilość wymienionego podczas przejmowania przez jednostkę powierzchni w ciągu jednostki czasu
Przewodzenie – polega na przenoszeniu ciepła w obrębie danego ciała od jednych drobin do drugich, odbywa się tylko gdy drobiny ciała
nie podlegają przesunięciom makroskopowym.
Warunek spełniony podczas przepływu ciepła przez ciała stałe Prawo Fouriera
materiału,
, gdzie  - współczynnik przewodzenia
- gradient temp., A - pole powierzchni
6. Sposoby przekazywania ciepła
a)
przewodzenie ciepła – przenoszenie ciepła w obrębie danego ciała od jednych drobin do drugich lub przez dyfuzję
b)
konwekcja – (unoszenie ciepła) ciepło płynie z cząsteczkami płynu od ściany przegrody do rdzenia strumienia lub odwrotnie
c)
promieniowanie – ciepło przenosi się od jednego ciała do drugiego w postaci energii promienistej (za pośrednictwem fal
elektromagnet)
7 Sposoby doprowadzania energii
a)
na sposób ciepła – wtedy gdy istnieje różnica temp między ciałem a otoczeniem
b)
na sposób pracy – wtedy gdy między układem a otoczeniem jest oddziaływanie różnego rodzaju sił
Ew = Lw
Ed = E w
I – p1 > po – praca na rzecz otoczenia + Lw > 0
II – p1< po – otoczenie na rzecz układu – Ld < 0
c)
ze strumieniem ciepła – wtedy gdy np. mamy zbiornik i:
substancję doprowadzamy Md
substancję wyprowadzamy Mw
przypadki
md > mw
md < mw
md = mw
Md > Mw
Md < Mw
d)
Md = Mw
za pomocą prądu elektrycznego
8. Praca bezwzględna
Jest to praca wykonana przez czynnik termodynamiczny wtedy gdy ciśnienie otoczenia jest równe zero. Pracę tę można obliczyć
rozpatrując układ cylinder – tłok
dx – odległość przesunięcia tłoka
Przy  małym dx czynnik wykonuje pracę dl
= kdx, gdzie k – siła, dx droga.
Przy pracy bez tarcia siłę k równoważy ciśnienie działające na tłok.
Stąd: k=pA, gdzie p – ciśnienie, A- przekrój,
dl =p A dx  dl = p dv
p – bezwzględne ciśnienie statyczne wewnątrz cylindra
dv – przyrost objętości w cylindrze
Praca bezwzględna
; interpretacja graficzna (założenie – znam zależność p od v)
Jeżeli:
dv>0 to dl>0
dv<0 to dl<0
L – zależy od drogi przemiany a nie tylko od stanu początkowego i końcowego
L – dotyczy przemian zachodzących bez strat na rzecz tarcia (wtedy dl <pdv)
1-2
1-2
Zastosowanie: w układach otwartych i zamkniętych, pseudoodwr. dl = p dv - dlt = p dv - dQf stąd dl < p dv
dlt – praca na rzecz tarcia, dQf – ciepło na rzecz tarcia
9. Sens fizyczny pracy technicznej
Pracę fizyczną rozpatrujemy wg idealnej maszyny przepływowej tzn.
nie występuje tarcie poruszających się względem siebie powierzchni
zawory nie stawiają oporu
w wewnętrznym zwrotnym położeniu tłok dotyka cylindra
Lt = Ln + L1-2 + Lw...
Plik z chomika:
mttjwdp
Inne pliki z tego folderu:


teoria terma egzamin (1).pdf (653 KB)
termodynamika - opracowanie.doc (604 KB)
Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin







Strona główna
Aktualności
Kontakt
Dla Mediów
Dział Pomocy
Opinie
Program partnerski
laborki




Regulamin serwisu
Polityka prywatności
Ochrona praw autorskich
Platforma wydawców
Copyright © 2012 Chomikuj.pl