Teoria03

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
I Zasada termodynamiki – zapis ogólny
Energia doprowadzona = zmiana energii układu + energia wyprowadzona
E
d
=
∆
E
u
+ E
w
Dla stanów ustalonych strumień energii doprowadzonej = strumieniowi energii wyprowadzonej:
&
=
Strumień energii ma wymiar [J/s] czyli [W] . Strumień pracy jest to
moc
.
•
Energia układu
: E
u
= E
potencjalna
+ E
kinetyczna
+ U
Energia potencjalna dla h < 80 m oraz energia kinetyczna dla w < 40 m/s są zaniedbywalne!
U - Energia wewnętrzna
jest to energia związana ze zjawiskami, których nie widzimy
(mikroskopowymi) takimi jak ruchy i drgania cząsteczek, stany elektronowe itd.
Obliczanie energii wewnętrznej
gazów doskonałych (stałe ciepło właściwe)
U = G c
v
T lub U = n (Mc
v
) T
Obliczanie energii wewnętrznej gazów półdoskonałych (zmienne ciepło właściwe)*
T
E
d
E
w
U
=
G
c
v
T
0
lub
U
=
n
( )
T
v
T
0
•
Sposoby doprowadzania i wyprowadzania energii:
- energia niesiona ze strugą substancji
- ciepło
- praca
- prąd elektryczny
Energia strugi. Entalpia
Zawiera dodatkowy składnik
pV
zwany pracą przetłaczania (którą trzeba było włożyć do
pompy, sprężarki itp., aby wtłoczyć czynnik /gaz, ciecz/ do rurociągu)
E
strugi
= E
potenjalna
+ E
kinetyczna
+ U + pV
Entalpia: I = U + pV
Entalpia całkowita I
c
= E
strugi
Obliczanie entalpii
gazów doskonałych (stałe ciepło właściwe)
I = G c
p
T lub U = n (Mc
p
) T
Obliczanie entalpii gazów półdoskonałych (zmienne ciepło właściwe)*
T
I
= lub
G
c
p
T
0
I
=
n
( )
T
p
T
0
Praca
wykonana przez gaz:
∫
2
d
L
=
F
d
x
=
p
d
V
,
L
=
pdV
. Więcej informacji o pracy — później
1
Ciepło
– najczęściej oblicza się jako brakujące ogniwo bilansu energii. Więcej informacji o
cieple – na zajęciach z przepływu ciepła.
Pewne zapisy
Energię wewnętrzną, entalpię, pracę i ciepło można rozłożyć na iloczyn ilości substancji przez
wielkość właściwą gramową lub molową. Można także określić strumień entalpii, ciepła i pracy.
Wielkość
[kJ]
Wielkość właściwa
[kJ/kg]
Wielkość właściwa
molowa [kJ/kmol]
Strumień wielkości
[kJ/s]
U
u = U/G
(Mu) = U/n = M u nie ma sensu
I
I
(Mi)
I
&
=
G
i
=
n
()
Mi
L
L
(Ml)
L =
N
Q
Q
(Mq)
&
Za pomocą tej tabelki można konstruować dalsze wzory np.:
I = U + pV , po podzieleniu przez G otrzymujemy: i = u + pv,
u = c
v
T, (Mu) = (Mc
v
) T, i = c
p
T, (Mi) = (Mc
p
) T
*
UWAGA! Dla gazów doskonałych i półdoskonałych przyjmuje się
zwykle
poziom odniesienia (zerową energię)
w punkcie T = 0K.
Tylko przy tym założeniu podane wzory są słuszne
, w innym przypadku należy
konsultować z podręcznikiem.
&
Mc
Mc
&
&
&
   [ Pobierz całość w formacie PDF ]