Identifikátor materiálu: ICT 2 51



Podobné dokumenty
Identifikátor materiálu: ICT 2 58

Identifikátor materiálu: ICT 1 16

Identifikátor materiálu: ICT 1 7

Přehled základních fyzikálních veličin užívaných ve výpočtech v termomechanice. Autor Ing. Jan BRANDA Jazyk Čeština

MIČKAL, Karel. Technická mechanika II: pro střední odborná učiliště. Vyd. 3., nezm. Praha: Informatorium, 1998c1990, 118 s. ISBN

Příklady k opakování TERMOMECHANIKY

SOU plynárenské Pardubice Mechanika - Statika - příhradové konstrukce

Základní škola národního umělce Petra Bezruče, Frýdek-Místek, tř. T. G. Masaryka 454. Název DUM: Výkon v příkladech

Identifikátor materiálu: ICT 2 60

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

1/5. 9. Kompresory a pneumatické motory. Příklad: 9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5, 9.6, 9.7, 9.8, 9.9, 9.10, 9.11, 9.12, 9.13, 9.14, 9.15, 9.16, 9.

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

Identifikátor materiálu: ICT 2 54

Základní škola národního umělce Petra Bezruče, Frýdek-Místek, tř. T. G. Masaryka 454

Poznámky k cvičením z termomechaniky Cvičení 3.

Kontrolní otázky k 1. přednášce z TM

Základní škola národního umělce Petra Bezruče, Frýdek-Místek, tř. T. G. Masaryka 454. Název DUM: Teplo v příkladech I

EU PENÍZE ŠKOLÁM Operační program Vzdělávání pro konkurenceschopnost

UNIVERZITA PARDUBICE FAKULTA CHEMICKO-TECHNOLOGICKÁ. katedra fyziky F Y Z I K A I I

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

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

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

Cvičení z termomechaniky Cvičení 7 Seminář z termomechaniky

MIČKAL, Karel. Technická mechanika II: pro střední odborná učiliště. Vyd. 3., nezm. Praha: Informatorium, 1998c1990, 118 s. ISBN

MECHANIKA KAPALIN A PLYNŮ POJMY K ZOPAKOVÁNÍ. Testové úlohy varianta A

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

FYZIKÁLNÍ CHEMIE I: 2. ČÁST

Digitální učební materiál

Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. DVOUDOBÝ ZÁŽEHOVÝ MOTOR Ing. Petr Plšek Číslo: VY_32_INOVACE_ Anotace:

Česká Lípa, 28. října 2707, příspěvková organizace. CZ.1.07/1.5.00/ Digitální učební materiály

III/ 2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

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

Domácí práce č.1. Jak dlouho vydrží palivo motocyklu Jawa 50 Pionýr, pojme-li jeho nádrž 3,5 litru paliva o hustote 750kg m 3 a

Termodynamika 1. UJOP Hostivař 2014

CZ.1.07/1.5.00/ Digitální učební materiály III/ 2- Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Cvičení z termomechaniky Cvičení 5.


EU peníze středním školám digitální učební materiál

Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Střídavé motory. Název:

Základní škola národního umělce Petra Bezruče, Frýdek-Místek, tř. T. G. Masaryka 454

ZÁKLADNÍ ŠKOLA KOLÍN II., KMOCHOVA 943 škola s rozšířenou výukou matematiky a přírodovědných předmětů

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK CZ.1.07/1.5.00/ Anotace. Úlohy o elektrických spotřebičích VY_32_INOVACE_F0212.


Vytvořeno dne: Metodický popis, (anotace):

ZVÝŠENÍ KONKURENCESCHOPNOSTI SPALOVACÍHO MOTORU NA STLAČENÝ ZEMNÍ PLYN COMPETITIVENESS INCREASE OF THE CNG ENGINE

III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Cyklus while, do-while, dělitelnost, Euklidův algoritmus

Vztlaková síla působící na těleso v atmosféře Země

Moravské gymnázium Brno s.r.o. Mgr. Věra Jeřábková, Mgr. Marie Chadimová. Matematika, Mnohoúhelníky, pokračování

Změny délky s teplotou

Otázky pro Státní závěrečné zkoušky

Cvičení z termomechaniky Cvičení 7.

a) Jaká je hodnota polytropického exponentu? ( 1,5257 )

2.STATIKA V ROVINĚ 2.1 SÍLA, JEJÍ URČENÍ A ÚČINKY 2. Střední odborná škola a Gymnázium Staré Město

Identifikátor materiálu: VY_32_INOVACE_350

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

ENERGETIKA A ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ

Ing. Jan BRANDA PRUŽNOST A PEVNOST





Digitální učební materiál

Termodynamické zákony

Základní škola národního umělce Petra Bezruče, Frýdek-Místek, tř. T. G. Masaryka 454


Zkušenosti firmy KVS EKODIVIZE a.s. při uvádění varných spotřebičů pro domácnost na pevná paliva na trh

NÁRŮST SVALOVÉ HMOTY

Cvičení z termomechaniky Cvičení 3.

Název: Autor: Číslo: Leden Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1

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

IDEÁLNÍ PLYN. Stavová rovnice

Digitální učební materiál

TEKUTINOVÉ POHONY. Pneumatické (medium vzduch) Hydraulické (medium kapaliny s příměsí)

Název práce: Minimální mzda, životní a existenční minimum (pracovní list)

3 Mechanická energie Kinetická energie Potenciální energie Zákon zachování mechanické energie... 9

KLIMATIZAČNÍ JEDNOTKA EnviMatic V

3 - Hmotnostní bilance filtrace a výpočet konstant filtrační rovnice

15.11 Úplný klikový mechanismus

Zavádění inovativních metod a výukových materiálů do přírodovědných předmětů na Gymnáziu v Krnově

Základní škola národního umělce Petra Bezruče, Frýdek-Místek, tř. T. G. Masaryka 454

II. VNITŘNÍ ENERGIE, PRÁCE A TEPLO

PŘEMĚNA ENERGIE KINETICKÉ NA ELEKTRICKOU

Základní škola národního umělce Petra Bezruče, Frýdek-Místek, tř. T. G. Masaryka 454

Základní škola národního umělce Petra Bezruče, Frýdek-Místek, tř. T. G. Masaryka 454

ÚVOD DO FITNESS ZLÍNSKÝ KRAJ

2 MECHANICKÉ VLASTNOSTI SKLA

Základní škola národního umělce Petra Bezruče, Frýdek-Místek, tř. T. G. Masaryka 454

Termika. Nauka o teple se zabývá měřením teploty, tepla a tepelnými ději.

SSOS_EK_3.18 Správa daní placení daní

TERMOMECHANIKA 1. Základní pojmy

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

Digitální učební materiál

Identifikátor materiálu: VY_32_INOVACE_345

F - Elektrická práce, elektrický výkon, účinnost

Digitální učební materiál

Vypočítejte délku tělesové úhlopříčky krychle o hraně délky a cm.

TEPELNÉ MOTORY (první část)

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Škola: Střední škola obchodní, České Budějovice, Husova 9. Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Transkript:

Identifikátor materiálu: ICT 2 51 Registrační číslo projektu Název projektu Název příjemce podpory název materiálu (DUM) Anotace Autor Jazyk Očekávaný výstup Klíčová slova Druh učebního materiálu Druh interaktivity Cílová skupina Stupeň a typ vzdělávání Typická věková skupina Celková velikost; název souboru CZ.1.07/1.5.00/34.0796 Vzděláváme pro život SOU plynárenské ardubice Mechanika - Termomechanika - I. a II. zákon termodynamiky Vnitřní energie plynu a její změna, tepelná energie, práce, tepelná ztráta, účinnost. Ing. Jan BRANDA Čeština Žák si osvojí teorii I. a II. zákona termodynamiky racovní list, výklad Aktivita Žák střední vzdělání s výučním listem / střední vzdělání s maturitní zkouškou od 15 do 26 let / 1.; 2.; 3.; 4. ročník do 500 kb; ICT-2-51.doc rameny a literatura: MIČKAL, Karel. Technická mechanika II: pro střední odborná učiliště. Vyd. 3., nezm. raha: Informatorium, 1998c1990, 118 s. ISBN 80-860-7323-8. MIČKAL, Karel. Sbírka úloh z technické mechaniky pro střední odborná učiliště a střední odborné školy: pro střední odborná učiliště a střední odborné školy. 5. nezměn. vyd. raha: Informatorium, 1998, 265 s. ISBN 80-860-7336-X. Studijní materiál: Mechanika III (2.díl, Termomechanika tekutin), M.H. 2004, SŠ Uherské Hradiště. Dílo smí být dále šířeno pod licencí CC BY-SA (www.creativecommons.cz). Materiály jsou určeny pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízení. Jakékoliv další využití podléhá autorskému zákonu. Všechna neocitovaná autorská díla jsou dílem autora. Všechny neocitované kliparty jsou součástí prostředků výukového sw MS Word. ICT-2-51 Termomechanika - I. a II. zákon termodynamiky 1

Termomechanika I. a II. zákon termodynamiky Nejprve objasnění pojmu: Vnitřní energie plynu Konkrétní termodynamický stav plynu je dán stavovými veličinami p, v, T. Mimo to je tento stav plynu reprezentován konkrétní hodnotou vnitřní energie, která přímo úměrně závisí na hmotnosti m, měrné tepelné kapacitě plynu za stálého objemu c V a termodynamické teplotě T. Vzorec: U m. c v.t [J] Vnitřní energie plynu pro 1 [kg] plynu jde o: u c v.t [J.kg -1 ] Měrná vnitřní energie plynu V termodynamických výpočtech nás bude zejména zajímat tzv. měrná změna vnitřní energie: Vzorec: u u 2 u 1 c v.t 2 c v.t 1 c v.(t 2 T 1 ) [J.kg -1 ] I. zákon termodynamiky Obecně platí: Teplo je energie odpovídající mechanické práci. Matematická formulace prvního zákona termodynamiky pro uzavřený systém zní: Teplo Q přivedené pracovní látce zvyšuje její vnitřní energii U a koná vnější mechanickou absolutní práci A. ro Kompresi bude platit: Vzorec: Q U + A m. c V. T + A oznámka: T (T 2 T 1 ) přičemž T 2 > T 1, proto + T. ICT-2-51 Termomechanika - I. a II. zákon termodynamiky 2

ro změnu vnitřní energie bude platit vztah: Vzorec: U U 2 U 1 Q A m. c V. T [J] u u 2 u 1 q a c V. T c V.(T 2 T 1 ) [J.kg -1 ] ro Expanzi bude platit: Vzorec: Q (- U) + A m. c V. (- T) + A oznámka: T (T 2 T 1 ) přičemž T 2 < T 1, proto (- T). ro změnu vnitřní energie bude platit vztah: Vzorec: U U 2 U 1 (-Q) + A m. c V. (- T) [J] u u 2 u 1 (-q) + a c V. (- T) c V.(T 2 T 1 ) [J.kg -1 ] ICT-2-51 Termomechanika - I. a II. zákon termodynamiky 3

ro řešení první věty termodynamiky platí: a) je-li plynu teplo přivedeno je Q > 0; b) pokud je plynu teplo odvedeno, pak Q < 0; c) jestliže plyn při expanzi koná práci je A > 0; d) pokud se musí při kompresi vynakládat práce je A < 0 II. zákon termodynamiky Obecně platí: 1) Teplo samo o sobě nemůže přecházet z látky o teplotě nižší na látku o teplotě vyšší. 2) Nelze sestrojit periodicky trvale pracující stroj, který by nezpůsoboval jiných změn, než že by produkoval mechanickou práci odnímáním odpovídajícího množství tepla ze zdroje o stálé teplotě. (perpetuum mobile) oznámka: Tepelná účinnost takového stroje by musela být rovna jedné! Množství odvedené práce (energie) je vždy menší než množství přivedené tepelné energie. A O <Q Rozdíl Q A O E Z je tepelná ztráta oměr A Q O < 1 se nazývá tepelná účinnost η t (éta) AO Q Ez Ez η t 1 < 1 [1] Q Q Q ICT-2-51 Termomechanika - I. a II. zákon termodynamiky 4

Úkol: zmatematizujte a vypočítejte 1) V pracovním prostoru kompresoru je vzduch o objemu 0,45 [dm 3 ], teplotě 21 [ C] a tlaku 0,08 [Ma]. Vypočtěte teplotu vzduchu po kompresi, jestliže při ní v jednom pracovním cyklu vykonáme práci 53 [J] a chlazením odvedeme teplo 45 [J]. Měrná plynová konstanta vzduchu je 287 [J.kg -1.K -1 ], měrná tepelná kapacita vzduchu při stálém objemu je 717 [J.kg -1.K -1 ] a měrná tepelná kapacita vzduchu při stálém tlaku je 1005 [J.kg -1.K -1 ]. 2) Spalovací motor o teoretickém výkonu 55 [kw] spotřebuje za hodinu provozu m p 15 [kg] paliva o výhřevnosti q H 46.10 6 [J.kg -1 ]. S jakou tepelnou účinností motor pracuje? ICT-2-51 Termomechanika - I. a II. zákon termodynamiky 5

Výsledek úkolu: 1) V pracovním prostoru kompresoru je vzduch o objemu 0,45 [dm 3 ], teplotě 21 [ C] a tlaku 0,08 [Ma]. Vypočtěte teplotu vzduchu po kompresi, jestliže při ní v jednom pracovním cyklu vykonáme práci 53 [J] a chlazením odvedeme teplo 45 [J]. Měrná plynová konstanta vzduchu je 287 [J.kg -1.K -1 ], měrná tepelná kapacita vzduchu při stálém objemu je 717 [J.kg -1.K -1 ] a měrná tepelná kapacita vzduchu při stálém tlaku je 1005 [J.kg -1.K -1 ]. V 0,45 [dm 3 ] 0,45.10-3 [m 3 ] t 1 21 [ C] T 1 273,15 + 21 294,15 [K] p 1. 0,08 [Ma] 0,08.10 6 [a] A 53 [J] pokud se musí při kompresi vynakládat práce je A < 0 (- 53) Q 45 [J] pokud je plynu teplo odvedeno, pak Q < 0 (- 45) c p 1005 [J.kg - 1.K -1 ]; c v 717 [J.kg - 1.K -1 ] r 287 [J.kg -1.K -1 ] T 2 t 2?? [ C] a) Vycházíme z I. zákona termodynamiky: Q U + A m. c V. T + A U Q - A (- 45) -(- 53) 8 m. c V. T b) vypočítáme hmotnost p v V m 1 1 r T ; v m ; ρ V ; ρ ; v v ρ ; 6 3 p V p1 V 0,08 10 0,45 10 r m m T r T 287 294,15 4,264.10-4 [kg] c) vypočítáme teplotu: U 8 m. c V. T T U c m v 8 717 4,264 10 1 4 26,17 [K] T (T 2 T 1 ) T 2 T + T 1 26,17 + 294,15 320,32 [K] T 2 320,32 [K] t 2 320,32 273,15 47,17 [ C] ICT-2-51 Termomechanika - I. a II. zákon termodynamiky 6

2) Spalovací motor o teoretickém výkonu 55 [kw] spotřebuje za hodinu provozu m p 15 [kg] paliva o výhřevnosti q H 46.10 6 [J.kg -1 ]. S jakou tepelnou účinností motor pracuje? 55 [kw] 55.10 3 [W] m p 15 [kg] q H 46.10 6 [J.kg -1 ] τ 1 [hod] 3600 [s] AO η t < 1 Q ; A O τ Q m p. q H 15. 46.10 6 690.10 6 [J] A O. τ 55.10 3. 3600 198.10 6 [J] A η t Q O 198.10 690.10 6 6 0,286956 28,7% Motor pracuje s tepelnou účinností 28,7%. ICT-2-51 Termomechanika - I. a II. zákon termodynamiky 7