W3 30 Układ termodynamizny ównowaga termodynamizna Praa I zasada dla układu zamkniętego Entalia I zasada dla układu otwartego Cieło o właśiwew К Srawność
jest zastosowaniem zasady zahowania energii do układu termodynamiznego układ termodynamizny otoznie (układu termodynamiznego) osłona
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
5
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
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
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
L<0 (raa oddane/wykonana) układ termodynamizny Q<0 (ieło oddane) Q>0 (ieło obrane) L>0 (raa obrana) 0
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 )
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
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
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 ) (
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
q T Q m n T, kj kg K kmol kj K 6
Tonst lim T 0 lim T 0 q T q Q0 0 0 T T 7
q q i i T onst T i i 0 i T 8
q, u u 0 u q u u T T Vonst T 9
q q T u T l T T T 0
w3 T T T T T T
m m m
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
f f f 4
f f f f f 5
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 ) 5,67 3 3 7 5 5,4 4,33 6 3 6
7 7 w3 µ µ m m f f f
η Srawność zamiany ieła a w raę rzy izobaryznym dostarzaniu ieła l q T T T 8
9 9 w3 40% 5 3 5 3 5 3 5 8,6% 7 5 7 5 7 5 7 5% 4 3 4 3 4 3 4 η η η η T T T q l
Najlesze własnow asnośi termodynamizne osiadają gazy szlahetne (gazy jednoatomowe) Najgorsze własnow asnośi termodynamizne mają ara wodna (H O) i saliny (CO H ON ) 30