Fizykochemiczne podstawy inżynierii procesowej. Wykład IV Proste przemiany cd: Przemiana adiabatyczna Przemiana politropowa

Podobne dokumenty
Fizykochemiczne podstawy inżynierii procesowej

UZUPEŁNIENIA DO WYKŁADÓW D, E

5. PRZEMIANY GAZU DOSKONAŁEGO

PLAN WYKŁADU. Ciepło właściwe Proces adiabatyczny Temperatura potencjalna II zasada termodynamiki. Procesy odwracalne i nieodwracalne 1 /35

k=c p /c v pv k = const Termodynamika Techniczna i Chemiczna Część X Q ds=0= T Przemiany charakterystyczne płynów

Entropia i druga zasada termodynamiki

Fizykochemiczne podstawy inżynierii procesowej. Wykład V Charakterystyka ośrodków termodynamicznych

LABORATORIUM TECHNIKI CIEPLNEJ INSTYTUTU TECHNIKI CIEPLNEJ WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA I ENERGETYKI POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ

TERMODYNAMIKA PROCESOWA

Rozkład Maxwell a prędkości cząsteczek gazu Prędkości poszczególnych cząsteczek mogą być w danej chwili dowolne

Katedra Silników Spalinowych i Pojazdów ATH ZAKŁAD TERMODYNAMIKI. Wyznaczanie stosunku c p /c v metodą Clementa-Desormesa.

Uwagi do rozwiązań zadań domowych - archiwalne

TERMODYNAMIKA PROCESOWA I TECHNICZNA

Podstawy termodynamiki

Jest to zasada zachowania energii w termodynamice - równoważność pracy i ciepła. Rozważmy proces adiabatyczny sprężania gazu od V 1 do V 2 :

Ćwiczenia do wykładu Fizyka Statystyczna i Termodynamika

u (1.2) T Pierwsza zasada termodynamiki w formie różniczkowej ma postać (1.3)

Ć W I C Z E N I E N R C-3

v! są zupełnie niezależne.

Układ jednostek miar SI

ZADANIA Z CHEMII Efekty energetyczne reakcji chemicznej - prawo Kirchhoffa

FIZYKA CZĄSTECZKOWA I TERMODYNAMIKA

Podstawowe przemiany cieplne

Materiały pomocnicze do ćwiczeń z przedmiotu: Termodynamika techniczna

2.5. Ciepło właściwe gazów doskonałych

Wyznaczanie ciepła właściwego powietrza metodą rozładowa- nia kondensatora I. Cel ćwiczenia: II. Przyrządy: III. Literatura: IV.

WYKŁAD 14 PROSTOPADŁA FALA UDERZENIOWA

Entalpia swobodna (potencjał termodynamiczny)

I zasada termodynamiki

V.4 Ruch w polach sił zachowawczych

TERMODYNAMIKA. Termodynamika jest to dział nauk przyrodniczych zajmujący się własnościami

czyli politropa jest w tym przypadku przemianą przy stałym ciśnieniu nazywaną izobarą. Równanie przemiany izobarycznej ma postać (2.

WARUNKI RÓWNOWAGI UKŁADU TERMODYNAMICZNEGO

Maszyny cieplne i II zasada termodynamiki

Maszyny cieplne i II zasada termodynamiki

SILNIK TURBINOWY ANALIZA TERMO-GAZODYNAMICZNA OBIEGU SILNIKA IDEALNEGO

dr Bartłomiej Rokicki Katedra Makroekonomii i Teorii Handlu Zagranicznego Wydział Nauk Ekonomicznych UW

Definicja szybkości reakcji. Szybkości reakcji. Równanie kinetyczne reakcji ...

TERMODYNAMIKA OGNIWA GALWANICZNEGO

Temat:Termodynamika fotonów.

TERMODYNAMIKA PROCESOWA I TECHNICZNA

Definicja szybkości reakcji

Stan równowagi chemicznej

FIZYKA I ASTRONOMIA - POZIOM ROZSZERZONY Materiał diagnostyczny. SZKIC ODPOWIEDZI I SCHEMAT OCENIANIA ROZWIĄZAŃ ZADAŃ 60 punktów

Definicja szybkości reakcji

Metoda wyprowadzania licznych dynamik w Szczególnej Teorii Względności

Krzywe stożkowe. 1 Powinowactwo prostokątne. 2 Elipsa. Niech l będzie ustaloną prostą i k ustaloną liczbą dodatnią.

TERMODYNAMIKA TECHNICZNA I CHEMICZNA

WYKŁAD 1 WPROWADZENIE DO STATYKI PŁYNÓW 1/23

= T. = dt. Q = T (d - to nie jest różniczka, tylko wyrażenie różniczkowe); z I zasady termodynamiki: przy stałej objętości. = dt.

D. II ZASADA TERMODYNAMIKI

Przegląd termodynamiki II

Rozwiązanie zadania 1.

Jak osiągnąć 100% wydajności reakcji?

10. FALE, ELEMENTY TERMODYNAMIKI I HYDRODY- NAMIKI.

1. Cykl odwrotny Carnota reprezentują poniższe diagramy w zmiennych p-v ( ) i T-S

TERMODYNAMIKA PROCESOWA. Wykład VI. Równania kubiczne i inne. Prof. Antoni Kozioł, Wydział Chemiczny Politechniki Wrocławskiej

WYKŁAD 2_2. 1.Entropia definicja termodynamiczna. przemiana nieodwracalna. Sumaryczny zapis obu tych relacji

Podstawy Konstrukcji Maszyn

FUNKCJA KWADRATOWA. Poziom podstawowy

FUNKCJA LINIOWA. A) B) C) D) Wskaż, dla którego funkcja liniowa określona wzorem jest stała. A) B) C) D)

Krzywa izobarycznego ogrzewania substancji rzeczywistej. p=const. S wrz. S top. Ttop. Twrz. T dt. top. top. Równanie Clausiusa-Clapeyrona (1)

Simulation research on environmental impact parameters for filling the cylinder engine

nieciągłość parametrów przepływu przyjmuje postać płaszczyzny prostopadłej do kierunku przepływu

Wykład 2. Przemiany termodynamiczne

Wykład 3. Entropia i potencjały termodynamiczne

Budowa materii Opis statystyczny - NAv= 6.022*1023 at.(cz)/mol Opis termodynamiczny temperatury -

[1] CEL ĆWICZENIA: Identyfikacja rzeczywistej przemiany termodynamicznej poprzez wyznaczenie wykładnika politropy.

Przeanalizujmy układ termodynamiczny przedstawiony na rysunku 1. - początkowa, przejściowa i końcowa objętość kontrolnej ilości gazu w naczyniu.

ZADANIE ST S A T T A E T C E Z C N Z OŚĆ Ś Ć UK U Ł K AD A U D 53

Termodynamika 2. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

WYZNACZENIE WSPÓŁCZYNNIKA OPORU PRZEPŁYWU W ZŁOŻU KOKSU

Przemiany termodynamiczne

PLAN WYKŁADU. Opis powietrza zawierającego parę wodną w stanie nasyconym oraz wodę. Entalpia Energia wewnętrzna Entropia 1 /23

Wykład 1 i 2. Termodynamika klasyczna, gaz doskonały

II zasada termodynamiki.

Turbinowy silnik odrzutowy obieg rzeczywisty. opracował Dr inż. Robert Jakubowski

Termodynamika. Część 4. Procesy izoparametryczne Entropia Druga zasada termodynamiki. Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ

1.5. ZWIĄZKI KONSTYTUTYWNE STRONA FIZYCZNA

Aerodynamika I Podstawy nielepkich przepływów ściśliwych

Dynamika pomiaru temperatury termoparą

Wprowadzenie: Dynamika

Podstawy Obliczeń Chemicznych

Wykład 7: Przekazywanie energii elementy termodynamiki

Równania trygonometryczne z parametrem- inne spojrzenie

PROSTA I ELIPSA W OPISIE RUCHU DWU CIAŁ

POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY KATEDRA KONSTRUKCJI I EKSPLOATACJI MASZYN

Logarytmy. Funkcje logarytmiczna i wykładnicza. Równania i nierówności wykładnicze i logarytmiczne.

Parametry stanu w przemianie izobarycznej zmieniają się według zależności

Kontakt,informacja i konsultacje

Doświadczenie Joule a i jego konsekwencje Ciepło, pojemność cieplna sens i obliczanie Praca sens i obliczanie

Mini-quiz 0 Mini-quiz 1

J. Szantyr - Wykład nr 30 Podstawy gazodynamiki II. Prostopadłe fale uderzeniowe

Tutorial. Zadania oraz problemy z fizyki statystycznej i termodynamiki z pełnymi rozwiązaniami.

Rys. 1. Temperatura punktu rosy na wykresie p-t dla wody.

Komory spalania turbiny i dysze. Dr inż. Robert JAKUBOWSKI

13. Zjawiska transportu w gazach. Wybór i opracowanie zadań bogumiła Strzelecka

Termodynamika 1. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

termodynamika fenomenologiczna

Rys. 1. Rozwiązanie zadania rozpoczniemy od wyznaczenia wartość momentów zginających wywołanych działaniem siły 20[kN]. Rys. 2

Transkrypt:

Fizykoheizne odstawy inżynierii roesowej Wykład IV Proste rzeiany d: Przeiana adiabatyzna Przeiana olitroowa

Przeiana adiabatyzna (izentroowa) Przeiana adiabatyzna odbywa się w układzie adiabatyzny tzn. bez wyiany ieła z otozenie. Jeżeli jednoześnie jest to rzeiana odwraalna to wtedy: q 0 ds 0 s onst s s Oznaza to, że odwraalna rzeiana adiabatyzna odbywa się rzy stałej entroii zyli jest izentroowa. s

Przeiana adiabatyzna (izentroowa) Wykres rzeiany izentroowej jest szzególnie rosty w układzie s. s 3

Przeiana adiabatyzna gazu doskonałego W rzeianie adiabatyznej układ oże wyieniać z otozenie energię ehanizną zyli wykonywać raę (lub raa oże być wykonana na układzie). W elu wyznazenia tej ray koniezna jest znajoość zależnośi iśnienia od objętośi zyli koniezna jest znajoość tzw. równania rzeiany. Równanie takie ożna wyrowadzić dla gazu doskonałego. Rozatrzy zate teraz rzeianę adiabatyzną gazów doskonałyh. Zarówno energia wewnętrzna jak i entalia gazów doskonałyh zależą tylko od teeratury. W ołązeniu I zasady terodynaiki ze wzorai określająyi właśiwe ojenośi ielne i ożey naisać: 4

Przeiana adiabatyzna gazu doskonałego ( du) ( dh) d d w d w t d Dzielą stronai owyższe równośi dostajey: d d d d d 0 d d d 0 gdzie 5

Przeiana adiabatyzna gazu doskonałego Wielkość γ dla gazów doskonałyh jest stała i wynosi: k k R R ( k / ) R ( k / ) R k k gdzie : k 3 dla gazów atoowyh k 5 dla gazów atoowyh k 6 dla gazów wieloatoowyh 5/3.667 dla gazów atoowyh 7/5.4 dla gazów atoowyh 8/ 6.333 dla gazów wieloatoowyh 6

Przeiana adiabatyzna gazu doskonałego d. Wróćy do równania różnizkowego rzeiany adiabatyznej oisująego zależność iędzy ziennyi i : d d 0 Całkowanie otrzyanego równania różnizkowego rowadzi do: d d onst. ln ln onst. ln( ) onst. 7

Przeiana adiabatyzna gazu doskonałego d. onst. Otrzyana zależność nosi nazwę równania rzeiany adiabatyznej gazu doskonałego. Bezwyiarowa lizba γ jest to tzw. wykładnik adiabaty. W związku z ty, że wartość dla gazów doskonałyh jest zawsze o R większa od, wykładnik adiabaty jest zawsze lizbą większą od. 8

9 Przeiana adiabatyzna gazu doskonałego d.. onst Znajoość wykładnika adiabaty γ ozwala owiązać ze sobą araetry układu w skrajnyh unktah rzeiany: lub za ooą roorji:

0 Przeiana adiabatyzna gazu doskonałego d...) ( ) (.. onst onst onst onst R R onst Równanie adiabaty w ołązeniu z RSGD ozwala na wzajene uzależnienie w układzie ziennyh :

Przeiana adiabatyzna gazu doskonałego d. Uzależnienie ziennyh i jest analogizne: R onst. onst R ( ) onst. ( )

Przeiana adiabatyzna Na konie określiy wzory określająe rzyrosty (ziany) najważniejszyh funkji stanu w odwraalnej rzeianie adiabatyznej. a) Energia wewnętrzna u. Dla dowolnego ośrodka: ( du) qonst. dw d ( u) sonst. ( ) d Dla gazów doskonałyh: ( du) sonst. d ( u) sonst. ( )

Przeiana adiabatyzna b) Entalia h. dla dowolnego ośrodka: Dla gazów doskonałyh: ( dh) qonst. dwt d ( h) sonst. ( ) d ( dh) sonst. d ( h) sonst. ( ) ) Entroia s. Przy założeniu, że nasza rzeiana adiabatyzna jest odwraalna ożna naisać: ( ds) 0 s 0 s onst. 3

Przeiana adiabatyzna d. (,, ) R onst. onst. (,, ) ( w) sonst ( ) d ( u) sonst. ( ) 4

Przeiana olitroowa W rzeianie olitroowej stała jest ojeność ielna układu: q onst. d (,, ) (,, ) q d ( ) Szzególnie roste do oblizenia w rzeianie olitroowej jest ieło rzeiany, które jest równe olu rostokąta na wykresie. 5

Przeiana olitroowa gazu doskonałego Rozatrzy teraz rzeianę olitroową gazów doskonałyh. Zarówno energia wewnętrzna jak i entalia gazów doskonałyh zależą tylko od teeratury. W ołązeniu I zasady terodynaiki ze wzorai określająyi właśiwe ojenośi ielne i ożey naisać: ( du) ( dh) d d q w q w t d d ( d d ( ) d ) d d d Dzielą stronai otrzyane na końu równośi dostajey: ( ( ) d ) d d d d d 0 d d 0 gdzie ( GD ) 6

Przeiana olitroowa gazu d d ln ln doskonałego d. 0 Całkowanie otrzyanego równania różnizkowego rowadzi do: Równanie różnizkowe rzeiany olitroowej oisująe zależność iędzy ziennyi i d d onst. onst. ln( onst. ) onst. Otrzyana zależność nosi nazwę równania rzeiany olitroowej gazu doskonałego. Bezwyiarowa lizba jest to tzw. wykładnik olitroy. Wartość wykładnika zależy od sosobu rowadzenia rzeiany. W rzezywistyh rzeianah jest on większy od. 7

Przeiana olitroowa gazu doskonałego d. Wielkość dla rzeiany olitroowej gazów doskonałyh jest stała i zależy od ieła właśiwego rzeiany. Można zauważyć, że wszystkie do tej ory rozważane rzeiany gazu doskonałego są olitroowe gdyż: q onst. onst. onst. onst. sonst. 0 0 onst. onst. R 0 0 onst. 0 R onst. sonst. 0 0 onst onst onst onst / 0 0 onst onst R onst onst 8

9 Przeiana olitroowa gazu doskonałego d. onst. Znajoość wykładnika olitroy ozwala owiązać ze sobą araetry układu w skrajnyh unktah rzeiany: lub za ooą roorji:

0 Przeiana olitroowa gazu doskonałego d. onst onst onst onst R R onst..) ( ) (.. Równanie adiabaty w ołązeniu z RSGD ozwala na wzajene uzależnienie w układzie ziennyh :

Przeiana olitroowa gazu doskonałego d. Uzależnienie ziennyh i jest analogizne: R onst. onst R ( ) onst. ( )

Przeiana olitroowa d. Na konie określiy wzory określająe rzyrosty (ziany) najważniejszyh funkji stanu w rzeianie olitroowej. a) Energia wewnętrzna u. Dla dowolnego ośrodka: ( du) onst. q dw q d ( u) onst. ( ) ( ) d Dla gazów doskonałyh: ( du) sonst. d ( u) sonst. ( )

Przeiana olitroowa d. b) Entalia h. Dla dowolnego ośrodka: ( dh) qonst. q dwt q d ( h) sonst. ( ) Dla gazów doskonałyh: ( ) d ( dh) sonst. d ( h) sonst. ( ) ) Entroia s. Przy założeniu, że nasza rzeiana olitroowa jest odwraalna ożna naisać: ( ds) onst q d d. s ln 3

Przeiana olitroowa Wykres w układzie - (,, ) R onst. onst. onst. ( ) (,, ) 4

Przeiana olitroowa Wykres w układzie - s Przyonijy wzór określająy rzyrost entroii w rzeianie olitroowej: s d s s ln Dla ustalonego unktu ozątkowego wzór ten ożna zaisać w ostai: ln s s Stąd o rzekształeniu ay zależność (s): s s ( s) ex 5

Przeiana olitroowa Wykres w układzie - s (q d ds ) onst. d ds =onst. =onst. ( q) onst. s s ( s) ds s s s 6

Porównanie rzeian na wykresie - =onst., =, =, izohora =onst., =, =0, izobara =onst., =, =, izotera s=onst., =0, =γ, izentroa(adiabata) =onst., =, =, olitroa (>γ) 7

Porównanie rzeian na wykresie - s =onst., =, =, olitroa (>γ) =onst., =, =, izohora =onst., =, =0, izobara =onst., =, =, izotera s=onst., =0, =γ, izentroa(adiabata) s 8