Opracowane pytania Termodynamika.pdf

(3725 KB) Pobierz
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">
Termodynamika techniczna
1. s.4 Pojecie gazu doskonałego. Gaz doskonały w interpretacji teorii kinetycznej
2. s.8 Określenie stanu termodynamicznego. Parametry ekstensywne i intensywne. Parametry
właściwe. Układ i otoczenie. Stany równowagi termodynamicznej
3. s.10 Określenie stanu termodynamicznego. Parametry stanu. Równania stanu. Równania
kaloryczne. Układ i otoczenie. Stany równowagi termodynamicznej
4. s.12 Zerowa zasada termodynamiki. Tranzytowość równowagi termicznej. Temperatura
5. s.13 Podstawowe prawa fizyki gazów doskonałych: Boyle’a-Mariotte’a, Gay-Lussaca,
Charlesa, Avogadra. Równanie stanu gazów doskonałych.
6. s.15 Prawo Avogadra. Wnioski z prawa Avogadra.
7. s 16 Pojemność cieplna przemiany. Ciepło właściwe gazów doskonałych. Wpływ
temperatury na ciepło właściwe gazów. Średnie ciepło właściwe.
8. s.18 Praca. Praca zewnętrzna układu. Praca całkowita. Praca zmiany objętości. Praca
przemiany. Praca użyteczna. Wykresy pracy.
9. s.22 Energia wewnętrzna. Entalpia. Definicje i jednostki.
10. s.23 Praca w układach zamkniętych i otwartych. Zdefiniować pojęcie energii wewnętrznej i
entalpii. Pierwsza zasada termodynamiki
11. s.25 Roztwory (mieszaniny) gazów doskonałych. Prawo Daltona. Udziały masowe,
molowe, objętościowe i zależności między nimi.
12. s.27 Pierwsza zasada termodynamiki. Praca zmiany objętości i praca techniczna. Energia
wewnętrzna i entalpia. Równania różniczkowe i całkowe.
13. s.30 Przemiana izotermiczna gazu doskonałego. Parametry przemiany. Bilans i zasady
termodynamiki. Wykresy p-V, T-s.
14. s.31 Przemiana izobaryczna gazu doskonałego. Parametry przemiany. Bilans i zasady
termodynamiki. Wykresy p-V, T-s.
15. s.33 Przemiana izochoryczna gazu doskonałego. Parametry przemiany. Bilans i zasady
termodynamiki. Wykresy p-V, T-s.
16. s.35 Przemiana izentropowa gazu doskonałego. Parametry przemiany. Bilans i zasady
termodynamiki. Wykresy p-V, T-s.
17. s.37 Przemiany politropowe gazu doskonałego. Szczególne przypadki tej przemiany w
zależności od wykładnika politropy. Wykresy p-V, T-s.
18. s.40 Zdefiniuj pojęcie entropii i sformułuj drugą zasadę termodynamiki.
19. s.42 Druga zasada termodynamiki w zastosowaniach do przemian i obiegów.
20. s.44 Obieg Carnota. Parametry i bilans obiegu. Sprawność obiegu. Przedstawić przemiany
obiegu na wykresach p-V, T-s.
21. s.45 Obieg Sabathe. Parametry i bilans obiegu. Sprawność obiegu. Przedstawić przemiany
obiegu na wykresach p-V, T-s.
22. s.47 Obieg Otto. Parametry i bilans obiegu. Sprawność obiegu. Przedstawić przemiany
obiegu na wykresach p-V, T-s.
23. s.48 Obieg Diesla. Parametry i bilans obiegu. Sprawność obiegu. Przedstawić przemiany
obiegu na wykresach p-V, T-s.
24. s.49 Przebiegi sprężania w sprężarkach tłokowych. Rodzaje sprężania teoretycznego. Praca
sprężania i ciepło sprężania. Przedstawić przebieg sprężania na wykresach p-v, T-s.
25. s.52 Przebieg sprężania w sprężarkach tłokowych rzeczywistych. Wykres indykatorowy.
Moc sprężarki. Sprawność sprężarki.
26. s.55 Gaz rzeczywisty. Współczynnik ściśliwości. Równania stanu gazu rzeczywistego:
wirialne i Van der Valesa.
27. s.63 Wytwarzanie pary wodnej przy stałym ciśnieniu. Zmiany fazowe wody. Wykres p-v,
T-s, h-s dla pary wodnej stopień suchości. Stopień suchości. Entalpia parowania.
2
28. s.70 Para wilgotna (mokra). Stopień suchości. Określenie parametrów (objętości właściwej,
entalpii energii wewnętrznej, entropii) w funkcji stopnia suchości. Wykresy p-V, T-s, h-s.
29. s.73 Para wilgotna wyznaczanie parametrów paty wilgotnej. Wykresy p-V, T-s, h-s.
30. s.75 Przemiany izochoryczne pary wodnej (wilgotnej i przegrzanej).Bilans. Pokazać
przebieg przemian na wykresach p-V, T-s, h-s.
31. s.76 Przemiany izobaryczne pary wodnej (wilgotnej i przegrzanej).Bilans. Pokazać przebieg
przemian na wykresach p-V, T-s, h-s.
32. s.78 Przemiany izotermiczne pary wodnej (wilgotnej i przegrzanej).Bilans. Pokazać
przebieg przemian na wykresach p-V, T-s, h-s.
33. s.79 Przemiany izentropowe pary wodnej (wilgotnej i przegrzanej).Bilans. Pokazać
przebieg przemian na wykresach p-V, T-s, h-s.
34. s.81 Dławienie izentalpowe pary wodnej. Przebieg przemiany na wykresie h-s, metoda
wyznaczania stopnia suchości pary.
35. s.82 Obieg Carnota dla siłowni parowej. Bilans obiegu. Sprawność obiegu. Przebieg obiegu
na wykresach p-v, T-s, h-s.
36. s.83Obieg Clausiusa-Rankine’a dla siłowni parowej. Parametry i bilans obiegu. Sprawność
obiegu. Przebieg obiegu na wykresach p-v, T-s, h-s.
37. s.85 Obieg chłodniczy Carnota. Parametry i bilans obiegu. Sprawność obiegu chłodniczego.
Przebieg obiegu na wykresach p-v, T-s, h-lgp.
38. s.86 Obieg chłodniczy parowy z zaworem rozprężnym Lindego. Parametry i bilans obiegu.
Sprawność obiegu chłodniczego. Przebieg obiegu na wykresach p-v, T-s, h-lgp.
39. s.87 Podstawowe parametry powietrza wilgotnego. Prawo Daltona. Wilgotność względna i
bezwzględna. Zawartość wilgoci. Stała gazowa. Entalpia.
40. s.89 Wykres Molliera (h-X) dla powietrza wilgotnego. Odczyt parametrów powietrza
wilgotnego.
41. s.91 Podstawowe pojęcia spalania: proces spalania, paliwo, spalanie teoretyczne
(stechiometryczne), spalanie całkowite i niecałkowite, spalanie zupełne i niezupełne, skład
paliw. Rodzaje paliw, podział i przykłady.
42. s.92 Ciepło spalania i wartość opałowa paliw stałych ciekłych i gazowych. Definicje.
Zależność między ciepłem spalania i wartością opałową.
43. s.93 Bilansowanie ilości substancji w procesach spalania. Równania stechiometryczne.
44. s.94 Teoretyczne i rzeczywiste zapotrzebowanie tlenu i powietrza do spalania paliw stałych,
ciekłych i gazowych.
45. s.96 Wyznaczanie ilości składników spalin przy spalaniu teoretycznym.
46. s.98 Bilans energii przy spalaniu. Temperatura spalania.
47. s.99 Bilans paleniska. Straty przy spalaniu.
48. s.100 Wymiana ciepła. Podstawowe sposoby rozprzestrzeniania się (wymiany) ciepła.
49. s.101 Wymiana ciepła przez przewodzenie. Równanie Fouriera. Współczynnik
przewodzenia ciepła.
50. s.104 Wnikanie (przejmowanie) ciepła. Równanie Newtona. Współczynnik przejmowania
ciepła.
51. s.104 Ustalona wymiana ciepła przez przenikanie dla ścianki jedno i wielowarstwowej.
52. s.109
Wymiana
ciepła
przez
promieniowanie.
Bilans
promieniowania.
Zdolność
pochłaniania, odbicia i przepuszczania – rodzaje ciał.
53. s.112 Wymiana ciepła przez promieniowanie między dwoma płaskimi powierzchniami
równoległymi. Ilość ciepła wymienionego. Rola ekranu.
54. Złożona wymiana ciepła przez przejmowanie i promieniowanie. Zastępczy współczynnik
przejmowania ciepła.
55. s.114 Rodzaje wymienników ciepła. Podział i omówienie zasady działania.
2
3
1.
Pojecie gazu doskonałego. Gaz doskonały w interpretacji teorii kinetycznej.
Pojecie gazu doskonałego
W najprostrzym przypadku w pojęciu gazu doskonałego przyjmuje się, że cząsteczki można
traktować jako punkty materialne podlegającym prawom zderzenia kul doskonale sprężystych,
sprężystych siły działające między cząsteczkami na odległości można pominąć
Gaz doskonały w interpretacji teorii kinetycznej.
Energia wewnętrzna czynnika U to odniesiona do środka masy suma energii jego
cząsteczek oraz energii ich wzajemnego oddziaływania przede wszystkim ruchu postępowego,
ruchu oscylacyjnego atomów w cząsteczkach.
Entalpia jest to funkcja stanu zdefiniowana przy określaniu pracy ciśnienia jako:
H
U
pV
W teorii kinetycznej rozpatruje się gaz jako zbiór cząsteczek znajdujących się w ciągłym
ruchu.
W przypadku gazu doskonałego cząsteczki traktuje się jak punkty materialne, podlegające
prawom zderzenia kul doskonale sprężystych.
Własności gazu doskonałego rozpatruje się w sześcianie o krawędzi L.
Na skutek wymiany pędu między cząsteczkami podczas zderzeń sprężystych występują
takie same zależności przy uwzględnieniu zderzeń jak i przy ich braku.
Wskutek uderzeń o ścianki naczynia cząsteczki zostają odbite sprężyście, przy czym kąt
odbicia jest równy kątowi padania.
Pęd przekazywany ściance podczas sprężystego odbicia 1 cząsteczki o masie mc wynosi:
P
m
W
(
m
W
)
2
m
W
C
C
X
C
X
C
X
Składowe prędkości Wx, Wy i Wz są równe, 0 bo odbicie jest prostopadłe.
Przy braku zderzeń z innymi cząsteczkami cząsteczka powróci do tej samej ścianki po
czasie:
2
l
t
W
X
Siła działają ca na ściankę jest równa:
2
m
W
F
C
X
C
t
Ciśnienie wywierane przez 1 cząsteczkę na powierzchnię:
2
F
m
W
C
C
X
3
p
gdzieV
l
C
2
V
l
3
875765474.047.png 875765474.048.png
 
4
Cząsteczki poruszają się we wszystkich kierunkach jednakowymi średnimi energiami
kinematycznymi:
1
1
2
2
2
2
2
W
W
W
W
W
X
X
Y
Z
3
3
Wszystkie cząsteczki o masie m wytwarzają ciśnienie:
m
1
2
2
p
W
W
3
V
3
Energia kinetyczna ruchu postępowego cząsteczek względem środka masy gazu wynosi:
1
1
2
2
2
E
m
W
Więc
pV
m
W
E
2
3
3
Empiryczne równanie stanu gazu doskonałego:
pV
mRT
n
R
Związek między E i T:
3
3
E
mRT
n
R
2
2
Definicja temperatury gazu doskonałego za pomocą energii kinetycznej postępowego
ruchu cząsteczek:
2
W
2
E
1
T
3
mR
R
3
Energia wewnętrzna jednoatomowych gazów doskonałych obejmuje wyłącznie energię
wewnętrzną postępowego ruchu cząsteczek cząsteczek, więc energia wewnętrzna molowa
wynosi:
3
U
R
2
Molowa entalpia dla tych samych gazów:
3
5
H
U
p
R
R
R
2
2
Molowe ciepło właściwe przy v= idem dla tych samych gazów:
U
3
C
R
V
T
2
V
4
875765474.049.png 875765474.001.png 875765474.002.png 875765474.003.png 875765474.004.png 875765474.005.png 875765474.006.png 875765474.007.png 875765474.008.png 875765474.009.png 875765474.010.png 875765474.011.png 875765474.012.png 875765474.013.png 875765474.014.png 875765474.015.png 875765474.016.png 875765474.017.png 875765474.018.png 875765474.019.png 875765474.020.png 875765474.021.png 875765474.022.png 875765474.023.png 875765474.024.png 875765474.025.png 875765474.026.png 875765474.027.png 875765474.028.png 875765474.029.png 875765474.030.png 875765474.031.png 875765474.032.png 875765474.033.png
 
5
Molowe ciepło właściwe przy p= idem dla tych samych gazów:
U
5
C
R
C
R
P
P
T
2
P
Różnica między ciepłami właściwymi:
C
C
R
P
V
C
C
R
P
V
Stosunek między ciepłami właściwymi:
C
C
5
P
P
1
666
...
C
3
C
V
V
Wyrażenie ciepła właściwego przez R i κ
R
C
C
C
C
R
C
P
V
P
V
V
1
C
C
C
C
P
R
C
R
P
V
P
P
1
Stopnie swobody cząsteczek:
a) jednoatomowe; b) dwuatomowe; c) trójatomowe.
Przyjmuje się w kinetycznej teorii gazów, że na każdy stopień swobody cząsteczki
przypada energia molowa równa:
1
U
R
2
5
875765474.034.png 875765474.035.png 875765474.036.png 875765474.037.png 875765474.038.png 875765474.039.png 875765474.040.png 875765474.041.png 875765474.042.png 875765474.043.png 875765474.044.png 875765474.045.png 875765474.046.png
 
Zgłoś jeśli naruszono regulamin