I zasada termodynamiki

Transkrypt

1 W3 30 Układ termodynamizny ównowaga termodynamizna Praa I zasada dla układu zamkniętego Entalia I zasada dla układu otwartego Cieło o właśiwew К Srawność

2 jest zastosowaniem zasady zahowania energii do układu termodynamiznego układ termodynamizny otoznie (układu termodynamiznego) osłona

3 ozróŝniamy układy termodynamizne; zamknięte ilość substanji w układzie jest stała a (rzez osłon onę nie rzeływa substanja) otwarte ilość substanji w układzie moŝe e się zmieniać (rzez osłon onę rzeływa substanja) 3

4 4

5 5

6 Układ izolowany (odosobniony) jest to układ, w którym rzez osłon onę nie rzeływa ani substanja, ani energia Układ izolowany ielnie lub adiabatyzny jest to układ, w którym moŝna wykonywać raę,, a rzez osłon onę nie moŝe e rzeływa ywać substanja i ieło 6

7 7

8 ównowaga termodynamizna jest to taki stan układu termodynamiznego, w którym arametry termodynamizne w ałym układzie nie zmieniają wartośi W układzie odizolowanym od otoznia równowaga r termodynamizna oznaza brak róŝni r temeratur i iśnie nień wewnątrz układu Stan taki ustala się samorzutnie o ewnym zasie od odizolowania układu Jeśli układ nie jest izolowany, to równowaga r termodynamizna oznaza stały y rzeływ substanji lub energii i stałą temeraturę i iśnienie w danym miejsu układu 8

9 Przeływ energii rzez osłon onę oznaza zmianę energii układu. Bez rzeływu substanji rzez osłon onę mogą rzeływa ywać dwa rodzaje energii: ieło jest to energia wewnętrzna (energia kinetyzna ząstek) rzekazywana między otozeniem, a układem raa 9

10 L<0 (raa oddane/wykonana) układ termodynamizny Q<0 (ieło oddane) Q>0 (ieło obrane) L>0 (raa obrana) 0

11 Q Q q q U U u u dq du dl dq du d l L V Q L U U L Q Q ( L ) ( U )

12 W układzie otwartym w bilansie energetyznym naleŝy y uwzględni dnić nastęuj ująe energie związane zane z rzeływem substanji i energii rzez osłon onę: raa wrowadzenia substanji do układu raa usunięia substanji z układu energię substanji wrowadzanej do układu energie substanji usuwanej z układu ieło o obrane rzez układ raę wykonaną rzez układ zmianę energii substanji znajdująej się w układzie

13 Q Q dq di Vd q q I I i i V dq di d l L t t, T, V Q T V L t 3

14 4 4 w3 ( ) ( ) d du d di d du d d d du d d du d u d d di V U V I L U L U U V L V V U V U V L V I I L I t ) (

15 Przeływ ieła a zaleŝy y od róŝniy r temeratur. Ilość wymienianego ieła a jest w związku zku z tym roorjonalna do róŝniy r temeratur, rzy której zahodzi wymiana Q q m T T dq dt 5

16 q T Q m n T, kj kg K kmol kj K 6

17 Tonst lim T 0 lim T 0 q T q Q0 0 0 T T 7

18 q q i i T onst T i i 0 i T 8

19 q, u u 0 u q u u T T Vonst T 9

20 q q T u T l T T T 0

21 w3 T T T T T T

22 m m m

23 Zgodnie z zasada ekwiartyji energii dostarzane ieło o będzie b równomiernie r rozkładane na wszystkie stonie swobody ząstek gazu Gaz jednoatomowy będzie b miał trzy stonie swobody, gaz dwuatomowy będzie b miał ięć stoni swobody, a gazy trzy- i więej ej- atomowe będąb miały y sześć stoni swobody Na kaŝdy stoień swobody rzyada energia ½ 3

24 f f f 4

25 f f f f f 5

26 Dla gazów jednoatomowyh (He, Ne, Ar) Dla gazów dwuatomowyh (O, N, H, CO) Dla gazów w trzy- i więej ej-atomowyh (H O, CO, CH 4, NH 3 ) 5, ,4 4,

27 7 7 w3 µ µ m m f f f

28 η Srawność zamiany ieła a w raę rzy izobaryznym dostarzaniu ieła l q T T T 8

29 9 9 w3 40% ,6% % η η η η T T T q l

30 Najlesze własnow asnośi termodynamizne osiadają gazy szlahetne (gazy jednoatomowe) Najgorsze własnow asnośi termodynamizne mają ara wodna (H O) i saliny (CO H ON ) 30