Termodynamické zákony

Podobné dokumenty
Joulův-Thomsonův jev. p 1 V 1 V 2. p 2 < p 1 V 2 > V 1. volná adiabatická expanze nevratný proces (vzroste entropie)

IDEÁLNÍ PLYN. Stavová rovnice

Termodynamické zákony

Termodynamika. T [K ]=t [ 0 C] 273,15 T [ K ]= t [ 0 C] termodynamická teplota: Stavy hmoty. jednotka: 1 K (kelvin) = 1/273,16 část termodynamické

Ideální plyn. Stavová rovnice Děje v ideálním plynu Práce plynu, Kruhový děj, Tepelné motory

Termodynamika 1. UJOP Hostivař 2014

1.4. II. věta termodynamiky

LOGO. Struktura a vlastnosti plynů Ideální plyn

Termomechanika 4. přednáška

PLYNNÉ LÁTKY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Termika - 2. ročník

Termodynamika. Děj, který není kvazistatický, se nazývá nestatický.

Termodynamika a živé systémy. Helena Uhrová

Termomechanika 5. přednáška

Elektroenergetika 1. Termodynamika

Elektroenergetika 1. Termodynamika a termodynamické oběhy

FYZIKÁLNÍ CHEMIE chemická termodynamika

Zpracování teorie 2010/ /12

du dq dw je totální diferenciál vnitřní energie a respektive práce. Pokud systém může konat pouze objemovou práci platí OCHV

Termodynamika materiálů. Vztahy a přeměny různých druhů energie při termodynamických dějích podmínky nutné pro uskutečnění fázových přeměn

Kapitoly z fyzikální chemie KFC/KFCH. II. Termodynamika

Termomechanika 3. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav HOLEČEK

Digitální učební materiál. III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Příjemce podpory Gymnázium, Jevíčko, A. K.

Termodynamika 2. UJOP Hostivař 2014

Úloha č. 3: Přeměna práce Stirlingova motoru na elektrickou energii

2.4 Stavové chování směsí plynů Ideální směs Ideální směs reálných plynů Stavové rovnice pro plynné směsi

3.5 Tepelné děje s ideálním plynem stálé hmotnosti, izotermický děj

VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŢENÝRSTVÍ cvičení 12

FYZIKA I cvičení, FMT 2. POHYB LÁTKY

STRUKTURA A VLASTNOSTI PLYNŮ POJMY K ZOPAKOVÁNÍ. Testové úlohy varianta A

Cvičení z termomechaniky Cvičení 3.

Mol. fyz. a termodynamika

TEPLO A TEPELNÉ STROJE

5.4 Adiabatický děj Polytropický děj Porovnání dějů Základy tepelných cyklů První zákon termodynamiky pro cykly 42 6.

Termodynamika par. Rovnovážný diagram látky 1 pevná fáze, 2 kapalná fáze, 3 plynná fáze

VÝHODY A NEVÝHODY PNEUMATICKÝCH MECHANISMŮ

dq = 0 T dq ds = definice entropie T Entropie Při pohledu na Clausiův integrál pro vratné cykly :

Poznámky k semináři z termomechaniky Grafy vody a vodní páry

Tepelná vodivost. střední rychlost. T 1 > T 2 z. teplo přenesené za čas dt: T 1 T 2. tepelný tok střední volná dráha. součinitel tepelné vodivosti

Teplota jedna ze základních jednotek soustavy SI, vyjadřována je v Kelvinech (značka K) další používané stupnice: Celsiova, Fahrenheitova

10. Práce plynu, tepelné motory

Druhá věta termodynamiky

Termodynamika. Martin Keppert. Katedra materiálového inženýrství a chemie

PROCESY V TECHNICE BUDOV 9

CHEMICKÁ ENERGETIKA. Celá termodynamika je logicky odvozena ze tří základních principů, které mají axiomatický charakter.

Thermos teplo Dynamic změna

Fyzikální chemie. Magda Škvorová KFCH CN463 tel února 2013

12. Tepelné stroj 12.1 Přeměna tepelné energie na práci Izotermické rozpínání plynu Adiabatické rozpínání plynu kruhovým dějem

Teplo, práce a 1. věta termodynamiky

TERMOMECHANIKA PRO STUDENTY STROJNÍCH FAKULT prof. Ing. Milan Pavelek, CSc. Brno 2013

6. Stavy hmoty - Plyny

Do známky zkoušky rovnocenným podílem započítávají získané body ze zápočtového testu.

část 6, díl 5, kapitola 1, str. 1 prosinec 2002

Termomechanika 5. přednáška Michal Hoznedl

Termochemie { práce. Práce: W = s F nebo W = F ds. Objemová práce (p vn = vnìj¹í tlak): W = p vn dv. Vratný dìj: p = p vn (ze stavové rovnice) W =

Stirlinguv motor beta

Cvičení z termodynamiky a statistické fyziky

PROCESY V TECHNICE BUDOV 8

Příklady k zápočtu molekulová fyzika a termodynamika

MOLEKULOVÁ FYZIKA A TERMKA MOLEKULOVÁ FYZIKA A TERMIKA

Přednášky z lékařské biofyziky Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity, Brno

Cvičení z termomechaniky Cvičení 2. Stanovte objem nádoby, ve které je uzavřený dusík o hmotnosti 20 [kg], teplotě 15 [ C] a tlaku 10 [MPa].

Fyzikální chemie. 1.2 Termodynamika

Tep e e p l e né n é str st o r j o e e z po p h o l h ed e u d u zákl zá ad a n d í n h í o h o kur ku su r su fyzi f ky 3. 3 Poznámky k přednášce

přednáška č. 6 Elektrárny B1M15ENY Tepelné oběhy: Stavové změny Typy oběhů Možnosti zvýšení účinnosti Ing. Jan Špetlík, Ph.D.

5 Poměr rychlostí autobusu a chodce je stejný jako poměr drah uražených za 1 hodinu: v 1 = s 1

Molekulová fyzika a termodynamika

6. Jaký je výkon vařiče, který ohřeje 1 l vody o 40 C během 5 minut? Měrná tepelná kapacita vody je W)

IDEÁLNÍ PLYN 14. TEPELNÉ STROJE, PRVNÍ A DRUHÝ TERMODYNAMICKÝ ZÁKON

POHONNÉ JEDNOTKY. Energie SPALOVACÍ MOTOR. Chemická ELEKTROMOTOR. Elektrická. Mechanická energie HYDROMOTOR. Tlaková. Ztráty

IV. KRUHOVÝ DĚJ S IDEÁLNÍM PLYNEM, TEPELNÉ MOTORY

STUDIUM STIRLINGOVA TERMODYNAMICKÉHO OBĚHU

Kapitoly z fyzikální chemie KFC/KFCH. II. Termodynamika

13 otázek za 1 bod = 13 bodů Jméno a příjmení:

TERMOMECHANIKA 1. Základní pojmy

1/6. 2. Stavová rovnice, plynová konstanta, Avogadrův zákon, kilomol plynu

Magnetokalorický jev MCE

VZOROVÝ ZKOUŠKOVÝ TEST z fyzikální chemie( 1

Práce tepelného stroje

Teplota a její měření

Poznámky k cvičením z termomechaniky Cvičení 10.

12. Termomechanika par, Clausiova-Clapeyronova rovnice, parní tabulky, základni termodynamické děje v oblasti par

CHEMICKÁ ENERGETIKA. Celá termodynamika je logicky odvozena ze tří základních principů, které mají axiomatický charakter.

FYZIKÁLNÍ CHEMIE I: 2. ČÁST

Poznámky k cvičením z termomechaniky Cvičení 4. Postulát, že nedochází k výměně tepla má dopad na první větu termodynamickou

III. STRUKTURA A VLASTNOSTI PLYNŮ

Termomechanika. Doc. Dr. RNDr. Miroslav HOLEČEK

Plyn. 11 plynných prvků. Vzácné plyny He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Diatomické plynné prvky H 2, N 2, O 2, F 2, Cl 2

Kapitoly z termodynamiky a statistické fyziky

Plyn. 11 plynných prvků. Vzácné plyny. He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Diatomické plynné prvky H 2, N 2, O 2, F 2, Cl 2

Kontrolní otázky k 1. přednášce z TM

Termodynamika pro +EE1 a PEE

VNITŘNÍ ENERGIE. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - 2. ročník - Termika

Poznámky k cvičením z termomechaniky Cvičení 3.

EU peníze středním školám digitální učební materiál

na principu Stirlingova motoru

Tepelná čerpadla. princip funkce topný faktor typy tepelných čerpadel hodnocení provozu tepelných čerpadel otopné soustavy

Molekulová fyzika a termika. Přehled základních pojmů

Termochemie se zabývá tepelným zabarvením chemických reakcí Vychází z 1. termodynamického zákona. U změna vnitřní energie Q teplo W práce

Transkript:

ermoynamické zákony. termoynamický zákon (zákon zachování energie) (W je práce vykonaná na systém) teplo Q oané systému plus vynaložená práce W zvyšují vnitřní energii systému U (W je práce vykonaná systémem) teplo Q oané systému se rovná přírůstku její vnitřní energie a práci W kterou soustava vykoná izolovaná soustava Q = 0, W = 0 DU =0, vnitřní energie se nemění aiabaticky izolovaná soustava Q = 0 W = -DU koná práci na účet své vnitřní energie kruhový ěj DU = 0 Q = W teplo přijaté soustavou je rovno práci, kterou soustava vykoná

epelná kapacita teplo, které je nutné oat tělesu aby se jeho teplota zvýšila o K: molární tepelná kapacita: molární tepelná kapacita:. věta termoynamická (iferenciální tvar) : stav systému určen, : = konst., tepelná kapacita při konstantním objemu: p = konst., tepelná kapacita při konstantním tlaku: Ieální plyn:

epelná kapacita molární tepelná kapacita : voa: c p,m = 4.8 J mol - K - (při = 5 o C) ethanol: c p,m =.44 J mol - K - (při = 5 o C) le: c p,m =.05 J mol - K - (při = -0 o C) kapalné He He-II He-I

ermoynamické zákony. termoynamický zákon (zákon zachování energie) QW DU teplo Q oané systému plus vynaložená práce W zvyšují vnitřní energii systému U. termoynamický zákon (W je práce vykonaná na systém) není možné sestrojit perioicky pracující stroj, který by neělal nic jiného než že by přeměňoval teplo na práci za konstantní teploty teplo nemůže samo o sebe přejít z chlanějšího na teplejší místo tepelný stroj W účinnost stroje: Q Q

epelný stroj tepelný stroj W ohřívač Q Q chlaič tepelné čerpalo W ohřívač Q Q chlaič

Carnotův cyklus () izotermická expanze vratný tepelný stroj Q D Graph () aiabatická expanze A (4) aiabatická komprese p () izotermická expanze D W B () aiabatická expanze (3) izotermická komprese Q (4) aiabatická komprese (3) izotermická komprese C

ratné stroje A Carnotův stroj, který oebere teplo Q při a oevzá Q při a vykoná práci W c B vratný nebo nevratný stroj, který oebere teplo Q při a oevzá Q při a vykoná práci W potom musí být W W c W Q Q

ratné stroje A Carnotův stroj, který oebere teplo Q při a oevzá Q při a vykoná práci W c B vratný nebo nevratný stroj, který oebere teplo Q při a oevzá Q při a vykoná práci W potom musí být W W c poku je stroj B vratný W = W c Práce, kterou vykoná libovolný vratný stroj pracující mezi teplotami, je stejná jako u Carnotova stroje Q A W c Q Q B Q W -W c užitečná práce

Účinnost ieálního stroje W ~ Q (va paralelně spojené stroje vykonají vojnásobnou práci) nechť je pracovní látkou stroje ieální plyn () izotermická expanze: () aiabatická expanze: (3) izotermická komprese: p Nk (4) aiabatická komprese: B A C D W Q Q Q Q

Účinnost ieálního stroje Q Q Q Q vykonaná práce: účinnost stroje: termoynamická efinice teploty: W Q Q K Q Q =K

Entropie při vratných procesech je absorbováno tolik Q/ kolik se oevzá entropie: S Q při vratných procesech zůstává entropie konstantní entropie je stavová veličina S, změna entropie mezi stavem A a B: DS S B, B S A, A 3. termoynamický zákon (Nernstův teorém) při absolutní nule ( = 0 K) je entropie nulová B A Q Q Q při nevratných procesech entropie vžy narůstá např. kyž spojíme tělesa s teplotami,, ( > ), teplo DQ teče z teplejšího na chlanější DQ změna entropie bue: DS 0 DQ

Entropie ieálního plynu stavová rovnice ieálního plynu: Nk p. termoynamický zákon: U W Q p W Nk f U p Nk Q Nk Nk Q entropie: Nk Nk Q S změna entropie ieálního plynu: ln ln Nk Nk S D f -

epelné čerpalo kompresorová lenička teplá část pa p B stuená část konenzátor (výměník) p A p B chlaící kapalina - bo varu po cílovou teplotou - vysoké výparné teplo např. amoniak b = -33.3 o C propan b = -44.5 o C Isobutan (R-600a) b = -3 o C zkapalnění vypaření výparník kompresor

epelné čerpalo kompresorová lenička teplá část stuená část konenzátor (výměník) výparník kompresor

Stirlingův motor Stirlingův motor a-typu (va válce). expanze v obou válcích stuený válec teplý válec práci koná plyn DW pd izotermická expanze píst ve stueném válci je o 90 o pozau. píst teplého válce začíná klesat izochorické ochlazení uzavřený cyklus vnější spalování h 40% (s regenerátorem) Stlačování plynu při nízké teplotě a expanze při vysoké teplotě 3. stuený píst začíná stlačovat ochlazený 4. plyn osáhl minimálního objemu a bue se ohřívat plyn v teplém válci a expanovat izotermická komprese práci koná píst DW pd p p izochorický ohřev

Stirlingův motor stavový iagram ieálního Stirlingova motoru uzavřený cyklus vnější spalování h 40% (s regenerátorem) Stlačování plynu při nízké teplotě a expanze při vysoké teplotě

Stirlingův motor Stirlingův motor b-typu (jeen válec) pracovní píst práci koná plyn DW pd p p práci koná píst DW pd přenašeč. píst stlačil plyn přenašeč přesunul plyn na teplý konec. ohřátý plyn expanuje píst provel pracovní zvih 3. přenašeč přesunul plyn na stuený konec 4. plyn je stlačován pístem