TERMOMECHANIKA 4. První zákon termodynamiky

Podobné dokumenty
Projekt realizovaný na SPŠ Nové Město nad Metují. s finanční podporou v Operačním programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost Královéhradeckého kraje

Termodynamika ideálního plynu

Plynové turbíny. Nevýhody plynových turbín: - menší mezní výkony ve srovnání s parní turbínou - vyšší nároky na palivo - kvalitnější materiály

Poznámky k cvičením z termomechaniky Cvičení 3.

VY_32_INOVACE_G 21 11

V p-v diagramu je tento proces znázorněn hyperbolou spojující body obou stavů plynu, je to tzv. izoterma :

TERMOMECHANIKA 1. Základní pojmy

TERMODYNAMIKA 1. AXIOMATICKÁ VÝSTAVBA KLASICKÉ TD Základní pojmy

TERMODYNAMIKA 1. AXIOMATICKÁ VÝSTAVBA KLASICKÉ TD Základní pojmy

Cvičení z termomechaniky Cvičení 5.

VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŢENÝRSTVÍ cvičení 12

Termodynamické základy ocelářských pochodů

Fyzikální chemie. 1.2 Termodynamika

SIMULACE STAVOVÝCH ZMĚN IDEÁLNÍHO PLYNU

Vnitřní energie Zhotoveno ve školním roce: 2011/2012 Jméno zhotovitele: Ing. Iva Procházková

Termodynamika pro +EE1 a PEE

Hydrostatika F S. p konst F S. Tlak. ideální kapalina je nestlačitelná l = konst. Tlak v kapalině uzavřené v nádobě se šíří ve všech směrech stejně

STRUKTURA A VLASTNOSTI PLYNŮ

HYDROPNEUMATICKÝ VAKOVÝ AKUMULÁTOR

Termomechanika 8. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav Holeček

7. Měření dutých objemů pomocí komprese plynu a určení Poissonovy konstanty vzduchu Úkol 1: Určete objem skleněné láhve s kohoutem kompresí plynu.

TERMOMECHANIKA 12. Cykly tepelných motorů

TERMOMECHANIKA 2. Stavová rovnice ideálních plynů

KATEDRA VOZIDEL A MOTORŮ. Skutečné oběhy PSM #6/14. Karel Páv

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ APLIKOVANÁ FYZIKA MODUL 2 TERMODYNAMIKA

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

VUT, FAST, Brno ústav Technických zařízení budov

EXPERIMENTÁLNÍ METODY I 5. Měření vlhkosti vzduchu

KRUHOVÝ DĚJ S IDEÁLNÍM PLYNEM. Studijní text pro řešitele FO a ostatní zájemce o fyziku. Přemysl Šedivý. 1 Základní pojmy 2

TERMOMECHANIKA 11. Termodynamika proudění

Vnitřní energie ideálního plynu podle kinetické teorie

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

IDEÁLNÍ PLYN II. Prof. RNDr. Emanuel Svoboda, CSc.

Teplo, práce a 1. věta termodynamiky

tečné napětí (τ), které je podle Newtona úměrné gradientu rychlosti, tj. poměrnému

TERMOMECHANIKA 15. Základy přenosu tepla

PZP (2011/2012) 3/1 Stanislav Beroun

MECHANIKA KAPALIN A PLYNŮ

KINETICKÁ TEORIE PLYNŮ

Termomechanika 6. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav Holeček

Hydrostatika a hydrodynamika

Energie, její formy a měření

Termodynamika 2. UJOP Hostivař 2014

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

Dodatkové příklady k předmětu Termika a Molekulová Fyzika. Dr. Petr Jizba. II. princip termodamický a jeho aplikace

2.3.6 Práce plynu. Předpoklady: 2305

Kruhový děj s plynem

TERMIKA VIII. Joule uv a Thompson uv pokus pro reálné plyny

Obrázek1:Nevratnáexpanzeplynupřesporéznípřepážkudooblastisnižšímtlakem p 2 < p 1

DOPLŇKOVÉ TEXTY BB01 PAVEL SCHAUER INTERNÍ MATERIÁL FAST VUT V BRNĚ ENERGIE

vše, co je vně systému systém při něm mění svůj stav základní termodynamická veličina

Cvičení z termomechaniky Cvičení 3.

w i1 i2 qv e kin Provozní režim motoru: D = 130 P e = 194,121 kw Z = 150 i = 6 n M = /min p e = 1,3 MPa V z = 11,95 dm 3

Termodynamika pro +EE1

11. Tepelné děje v plynech

Dodatkové příklady k předmětu Termika a Molekulová Fyzika. Dr. Petr Jizba. II. princip termodamický a jeho aplikace

Úloha č.1: Stanovení molární tepelné kapacity plynu za konstantního tlaku

TERMOMECHANIKA 9. Termodynamika par čisté látky

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

Výsledky úloh. Obsah KRUHOVÝ DĚJ S IDEÁLNÍM PLYNEM. Studijní text pro řešitele FO a ostatní zájemce o fyziku

Základy elektrických pohonů, oteplování,ochlazování motorů

IDEÁLNÍ PLYN. Stavová rovnice

PROCESNÍ INŽENÝRSTVÍ cvičení 10

1 Neoklasický model chování spotřebitele

FYZIKÁLNÍ CHEMIE chemická termodynamika

VLHKÝ VZDUCH STAVOVÉ VELIČINY

Kvantová a statistická fyzika 2 (Termodynamika a statistická fyzika)

Termomechanika 4. přednáška

Elektroenergetika 1. Termodynamika a termodynamické oběhy

VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŽENÝRSTVÍ cvičení 11

Elektroenergetika 1. Termodynamika

T0 Teplo a jeho měření

Termodynamika a živé systémy. Helena Uhrová

Zkraty v ES Zkrat: příčná porucha, prudká havarijní změna v ES nejrozšířenější porucha v ES při zkratu vznikají přechodné jevy Vznik zkratu:

EXPERIMENTÁLNÍ METODY I. 2. Zpracování měření

Identifikátor materiálu: ICT 2 51

Cvičení z termodynamiky a statistické fyziky

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

Stavová rovnice. Ve stavu termodynamické rovnováhy termodynamicky homogenní soustavy jsou všechny vnitřní parametry Y i

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 =

III. Základy termodynamiky

1/1 PŘEHLED TEORIE A VÝPOČTOVÝCH VZTAHŮ. Základní stavové veličiny látky. Vztahy mezi stavovými veličinami ideálních plynů

VUT, FAST, Brno ústav Technických zařízení budov

Termodynamické zákony

SPECIÁLNÍ TEORIE RELATIVITY

VLHKÝ VZDUCH. - Stavová rovnice suchého vzduchu p v.v = m v.r v.t (5.4). Plynová konstanta suchého vzduchu r v 287 J.kg -1.K -1.

Obr. č. IV-1 Práce tepelného stroje

3. cvičení. Chemismus výbušnin. Trhací práce na lomech

9. Struktura a vlastnosti plynů

KATEDRA VOZIDEL A MOTOR. Skute né ob hy PSM #6/14. Karel Páv

5.4.2 Objemy a povrchy mnohostěnů I

Základy teorie vozidel a vozidlových motorů

Hydraulické odpory třecí odpory místní odpory třecí odpory laminární proudění turbulentní proudění

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

7. SEMINÁŘ Z MECHANIKY

ÚVOD DO TERMODYNAMIKY

W pot. F x. F y. Termodynamické potenciály. V minulé kapitole jsme poznali novou stavovou veliinu entropii S a vidli jsme, že ji lze používat

FYZIKÁLNÍ CHEMIE I: 2. ČÁST

Proudění reálné tekutiny

Dynamika proudících plynů

Transkript:

FSI VUT Brně, Energetický ústa Odbor termomechaniky a techniky rostředí rof. Ing. Milan Paelek, CSc. TERMOMECHANIKA 4. Prní zákon termodynamiky OSNOVA 4. KAPITOLY. forma I. zákona termodynamiky Objemoá ráce Vnitřní energie Shrnutí. formy I. zákona Teelné kaacity Mayerů ztah. forma I. zákona termodynamiky Entalie Telo lze měnit ráci Technická ráce Shrnutí. formy I. zákona

. FORMA I. ZÁKONA TERMODYNAMIKY I. zákon termodynamiky - R. Mayer, 84 (Neexistuje eretuum mobile) Telo lze měnit ráci a naoak, a to se děje dle určitého ztahu. Jde o zláštní říad zákona zachoání energie (Helmholz - 847) Součet energií izoloané soustaě je konstantní.. forma I. zákona termodynamiky - nerozesaná Forma hodná řeážně ro uzařené soustay (nádoby, ístoé stroje) δq du δa, δq du δa Q a A nejsou totální diferenciály, dalším textu je ale řesto budeme značit dq a da dq = m.dq, du = m.du, da = m.da dq > 0 telo se do soustay řiádí du > 0 nitřní energie soustay roste da > 0 soustaa koná ráci Kontrolní locha Soustaa E, U T,, V OKOLÍ Q A

OBJEMOVÁ PRÁCE OBJEMOVÁ PRÁCE A [J] MĚRNÁ OBJEMOVÁ PRÁCE a [J.kg - ] Je dána ůsobením síly F o dráze l nař. e álci s ístem a latí da = F.dl =.S.dl =.dv Definice ráce A a měrné ráce a mezi ůodním staem o objemu V a konečným staem o objemu V jsou tudíž dány ztahy A dv a d A m a A da Exanze e álci s ístem V dv V V S F F l dl l Objemoá ráce není staoou eličinou, jelikož záisí na cestě, o které děj robíhá a také latí, že neexistuje ráce A nebo A. Objemoá ráce je locha od křikou -V diagramu. 3

VNITŘNÍ ENERGIE VNITŘNÍ ENERGIE U [J] MĚRNÁ VNITŘNÍ ENERGIE u [J.kg - ] Pro da =.dv = 0 (latí u dějů za konstantního objemu) je nitřní energie du rona telu za konstantního objemu dq a lze sát dq V = du + da = du + dv = du Definice nitřní energie a měrné nitřní energie ro ideální lyn jsou roto dány ztahy: du m c dt du c dt kde c je měrná teelná kaacita za konstantního objemu. Vnitřní energie je staoá eličina, a roto du je totální diferenciál a lze nasat následující integrály: du U - U mc T T du 0 du u - u c T T du 0 4

SHRNUTÍ. FORMY I. ZÁKONA. forma I. zákona termodynamiky - NEROZEPSANÁ uedená již dříe, hodná řeážně Při d=0 může být jen ro uzařené soustay - ístoé stroje Q ráce A dq du da dq du da. forma I. zákona termodynamiky ROZEPSANÁ PRO IDEÁLNÍ PLYN získaná o dosazení definičních zorců nitřní energie a objemoé ráce V A T V V dq m c dt dv dq c dt d. forma I. zákona termodynamiky - ROZEPSANÁ PRO PÁRU c = f (T, ) nerozeisujeme nitřní energii a latí dq du dv dq du d 5

TEPELNÉ KAPACITY Měrná teelná kaacita c [J.kg -.K - ] U lynů rozlišujeme Měrnou teelnou kaacitu za konstantního tlaku c Měrnou teelnou kaacitu za konstantního objemu c Děj - V lyn zýší nitřní energii Děj - lyn zýší nitřní energii a ykoná ráci m c dt dq c dq m c dt c Moloá teelná kaacita C m [J.kmol -.K - ] C m M c Teelná kaacita C [J.K - ] C m c n C m, C C m m c M c je telo k ohřátí kg látky o K n C m Q, C C V m Q T T M c m c n C m V 6

7 MAYERŮV VZTAH Odození Mayeroa ztahu. forma I. zákona termodynamiky Staoá ronice ideálního lynu Po dosazení.d do. formy Pro izobarický děj d = 0 Mayerů ztah Poissonoa konstanta -atomoé lyny =,67 -atomoé lyny =,4 3-atomoé lyny =,30 c c κ r c c dq c dt d r T d d r dt dq c dt r dt d c dt c dt r dt

8. FORMA I. ZÁKONA TERMODYNAMIKY Odození rozesané. formy I. zákona termodynamiky. forma I. zákona termodynamiky Staoá ronice ideálního lynu Mayerů ztah Po dosazení.d do. formy dq c dt d r T d d r dt c c r Po dosazení Mayeroa ztahu do oslední ronice dostaneme rozesanou. formu I. zákona termodynamiky dq c dt r dt d dq m c dt V d dq c dt d Zaedeme eličiny: Entalie Technická ráce Měrná entalie Měrná technická ráce

ENTALPIE Entalie H [J], měrná entalie h [J.kg - ] - telo za konstantního tlaku Definice entalie H je staoá eličina dh je totální diferenciál dh H - H mc T T dh 0 dh 0 dh h - h c T T Vztah mezi entalií a nitřní energií. forma I. zákona ro = konst Entalie je telo ři = konst Po integraci ři = konst Po seskuení eličin stau a Staoá ronice h = f(u,, ) dh m c dq dt dh c dt du da du da h u h dh h h H U V dh m dh u u u h u 9

TECHNICKÁ PRÁCE TECHNICKÁ PRÁCE A t [J] MĚRNÁ TECHNICKÁ PRÁCE a t [J.kg - ] Je to ráce na hřídelích rotačních strojů. Technická ráce je locha od křikou -V diagramu směrem k ose. Plocha je uažoána záorně (zhledem k růstu tlaku), aby ři exanzi či oklesu tlaku soustay byla kladná. Definice technické ráce A t a měrné technické ráce a t mezi ůodním staem o tlaku a konečným staem o tlaku jsou tudíž dány ztahy At V d at d A m a t t d a t da t Exanze kg lynu Technická ráce není staoou eličinou, neboť záisí na cestě, o které děj robíhá a latí, že neexistuje A t nebo A t. 0

SHRNUTÍ. FORMY I. ZÁKONA. forma I. zákona termodynamiky NEROZEPSANÁ, oužitelná též ro oteřené soustay - roudění, roudoé stroje dq dh da dq dh t da t Byla získána dosazením dh= m.c.dt a da t = -V.d do dříe uedené. formy I. zákona termodynamiky ROZEPSANÉ PRO IDEÁLNÍ PLYNY dq m c dt Vd dq c dt d a t T Kontrolní locha Při d=0 může být jen ráce T q q < 0 a t. forma I. zákona termodynamiky ROZEPSANÁ PRO PÁRU c = f (T, ) nerozeisujeme entalii dq dh Vd dq dh d H H a t > 0