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

Podobné dokumenty
Termodynamické zákony

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

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

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

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

Termodynamika 1. UJOP Hostivař 2014

LOGO. Struktura a vlastnosti plynů Ideální plyn

PROCESY V TECHNICE BUDOV 8

Termodynamika 2. UJOP Hostivař 2014

Termomechanika 5. přednáška

Příklady k zápočtu molekulová fyzika a termodynamika

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

Termodynamické zákony

Termomechanika 4. přednáška

Druhá věta termodynamiky

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

Fázové heterogenní rovnováhy Fáze = homogenní část soustavy, oddělná fyzickým rozhraním, na rozhraní se vlastnosti mění skokem

Chemická kinetika. Reakce 1. řádu rychlost přímo úměrná koncentraci složky

1.4. II. věta termodynamiky

Elektroenergetika 1. Termodynamika

Fyzikální chemie. Magda Škvorová KFCH CN463 tel února 2013

Elektroenergetika 1. Termodynamika a termodynamické oběhy

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

Fyzikální chemie. 1.2 Termodynamika

Mol. fyz. a termodynamika

6. Stavy hmoty - Plyny

Rovnováha Tepelná - T všude stejná

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

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

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

Stirlinguv motor beta

Kontrolní otázky k 1. přednášce z TM

Zpracování teorie 2010/ /12

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 chemická termodynamika

VÝHODY A NEVÝHODY PNEUMATICKÝCH MECHANISMŮ

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

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

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

Cvičení z termomechaniky Cvičení 3.

Fyzikální učebna vybavená audiovizuální technikou, interaktivní tabule, fyzikální pomůcky

3.5 Tepelné děje s ideálním plynem stálé hmotnosti, izotermický děj

Kapitoly z fyzikální chemie KFC/KFCH. II. Termodynamika

Thermos teplo Dynamic změna

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

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

[381 m/s] 12. Ocelovou součást o hmotnosti m z = 4 kg, měrném teple c z = 420 J/kgK, zahřátou na teplotu t z = 900 C ponoříme do olejové lázně o

soustava - část prostoru s látkovou náplní oddělená od okolí skutečnými nebo myšlenými stěnami okolí prostor vně uvažované soustavy

ZMĚNY SKUPENSTVÍ LÁTEK

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

4 Term ika. D ůsledky zavedení tep lo ty a tep la Stavová r o v n i c e Stavová rovnice termická a kalorická

SKUPENSKÉ PŘEMĚNY POJMY K ZOPAKOVÁNÍ. Testové úlohy varianta A

VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŢENÝRSTVÍ cvičení 12

PROCESY V TECHNICE BUDOV 9

IV. Fázové rovnováhy. 4. Fázové rovnováhy Ústav procesní a zpracovatelské techniky FS ČVUT v Praze

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

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

Termodynamika a živé systémy. Helena Uhrová

Cvičení z termodynamiky a statistické fyziky

Zadání příkladů řešených na výpočetních cvičeních z Fyzikální chemie I, obor CHTP. Termodynamika. Příklad 10

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

MOLEKULOVÁ FYZIKA A TERMKA MOLEKULOVÁ FYZIKA A TERMIKA

10. Práce plynu, tepelné motory

Jméno: _ podpis: ročník: č. studenta. Otázky typu A (0.25 bodů za otázku, správně je pouze jedna odpověď)

VZOROVÝ ZKOUŠKOVÝ TEST z fyzikální chemie( 1

III. STRUKTURA A VLASTNOSTI PLYNŮ

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

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

Teplo, práce a 1. věta termodynamiky

FYZIKA I cvičení, FMT 2. POHYB LÁTKY

F8 - Změny skupenství Číslo variace: 1

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

Molekulová fyzika a termodynamika

Řešení: Fázový diagram vody

3.2 Látka a její skupenství

Termodynamika. Martin Keppert. Katedra materiálového inženýrství a chemie

Termodynamika - Formy energie

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

STUDIUM STIRLINGOVA TERMODYNAMICKÉHO OBĚHU

IV. KRUHOVÝ DĚJ S IDEÁLNÍM PLYNEM, TEPELNÉ MOTORY

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

Kapaliny Molekulové vdw síly, vodíkové můstky

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

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

Termomechanika 5. přednáška Michal Hoznedl

TEPLO A TEPELNÉ STROJE

Změna skupenství Zhotoveno ve školním roce: 2011/2012 Jméno zhotovitele: Ing. Iva Procházková

Termomechanika cvičení

UČIVO. Termodynamická teplota. První termodynamický zákon Přenos vnitřní energie

Fyzika - Sexta, 2. ročník

Základem molekulové fyziky je kinetická teorie látek. Vychází ze tří pouček:

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

Fázové rovnováhy I. Phase change cooling vest $ with Free Shipping. PCM phase change materials

Skupenské stavy látek

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

Jak správně provést retrofit. Když se to dělá správně, potom všechno funguje 2014

Fyzikální chemie. ochrana životního prostředí analytická chemie chemická technologie denní. Platnost: od do

Transkript:

Joulův-homsonův jev volná aiabatická expanze nevratný proces (vzroste entropie) ieální plyn: teplota t se nezmění ě a bue platit: p p p reálný plyn: teplota se změní (buď vzroste nebo klesne) p p < p >

Joulův-homsonův jev volná expanze nevratný proces (vzroste entropie) ieální plyn: teplota t se nezmění ě a bue platit: p p křivka inverzní teploty reálný plyn: teplota se změní (buď vzroste nebo klesne) H U p konst. i inverzní teplota p, > i plyn se vžy ohřeje p, < i plyn se ochlaí nebo ohřeje Joule-homsonův koeficient p J J p J p H J >0 ochlazení J <0 ohřev

Joulův-homsonův jev volná expanze nevratný proces (vzroste entropie) ieální plyn: teplota t se nezmění ě a bue platit: p p křivka inverzní teploty reálný plyn: teplota se změní (buď vzroste nebo klesne) H U p konst. i inverzní teplota p, > i plyn se vžy ohřeje p, < i plyn se ochlaí nebo ohřeje Joule-homsonův koeficient p J J p J p H J >0 ochlazení vzuch J 0.5 K bar - při 300 K ochlazení o /4 o C při reukci tlaku o bar (00 kpa)

Rovnovážný fázový iagram rovnovážný fázový iagram (stavové veličiny p, ) pro jenosložkovou látku fázové rozhraní nespojitý skok k v tepelné kapacitě solius rozhraní pevná látka plyn (kapalina), pro většinu látek má klanou směrnici liquius rozhraní kapalina látka plyn p kritický bo mizí rozhraní mezi kapalinou a plynem trojný bo kapalina pevná látka plyn

Gibbsovo pravilo fází Gibbsovo pravilo fází f N počet stupňů volnosti počet složek počet fází jenosložkový systém (N = ): f 3 p kritický bo mizí rozhraní mezi kapalinou a plynem trojný bo kapalina pevná látka plyn

Rovnovážný fázový iagram rovnovážný fázový iagram (stavové veličiny p, ) pro vou le I h hexagonální struktura I h, I c, II, III, I, - různé ů éfáze leu le III tetragonální struktura

Rovnovážný fázový iagram rovnovážný fázový iagram (stavové veličiny p, ) pro vou I ů éfá h, I c, II, III, I, - různé fáze leu hustota voy je vyšší než hustota leu I h

Skupenská tepla fázových přeměn teplo, které je nutné oat (oebrat) při fázových transformacích molární skupenská kátepla [J mol - ] tání, var (enotermické) tuhnutí, konenzace (exotermické) l+ g skupenské teplo varu př. ř molární skupenské ké teplo varu He: 0.45 kj mol - voa: 40.66 kj mol - s + l skupenské teplo tání m b

ermoynamické zákony. termoynamický zákon (zákon zachování energie) U ( je práce vykonaná na systém) teplo oané systému plus vynaložená práce zvyšují vnitřní energii systému U. termoynamický zákon 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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Stirlingův motor Stirlingův motor -typu (jeen válec) p p pracovní píst ít práci koná plyn p práci koná píst p 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