1. predavanje Flashcards
- Šta je termodinamika?
Termodinamika je znanost o energiji. (A ne samo o toplini!).
Termodinamika je nauka koja izučava pojave nastale međusobnim pretvaranjem toplinske i drugih oblika energije (mehaničke, kemijske, električne)..
- Osnovna i prva zadaća termodinamike
Proučavanje procesa u strojevima - cilj, veća ekonomičnost.
Proučavanje mehanizma pretvorbe topline u mehanički rad.
- Zakoni TD
Prvi postulat ravnoteže - svaki sistem prirodnih tijela teži ravnotežnom stanju, a kada ga postigne, sistem više nije sposoban da se sam od sebe mjerljivo promijeni.
Drugi postulat ravnoteže
Prvi zakon termodinamike je proširenje općeg prirodnog zakona na toplinske pojave. To je zakon o očuvanju i pretvorbama energije.
Drugi zakon termodinamike ukazuje na smjer odvijanja procesa koji se zbivaju u prirodi koja nas okružuje i izražava osobitost tih procesa.
Treći zakon termodinamike omogućuje da se jednoznačno odredi važna termodinamička veličina stanja – entropija..
- Općenita definicija energije
Energija je sposobnost obavljanja rada odnosno savladavanja sile (F) na nekom putu (s)..
- Podjela energije (objasni)
Podjela energije: potencijalna, kinetička i unutrašnja (toplinska, hemijska, nuklearna, zračenje)
Potencijalna energija – posljedica djelovanje gravitacije (g) na masu tijela (m) u Zemljinom gravitacijskom polju:
Kinetička energija – energija kretanja koju treba dovesti da bi tijelo mase (m) postiglo brzinu (v)
Unutrašnja energija - energija sadržana na razini molekula i atoma.
Toplinska – unutrašnja kinetička energija kretanja molekula.
Hemijska – unutrašnja energija promjene hemijskoga spoja (izgaranje).
Nuklearna - unutrašnja energija na razini jezgre atoma koja može biti:
- energija fisije - razbijanje jezgre
- energija fuzije – spajanje jezgara
Zračenje – unutrašnja energija na razini dijelova atoma (jezgre i elektronskog omotača)
- Osnovni oblici energije u energetskim sistemima
Toplinska (haotična, neuređena, neusmjerena, neorganizirana, ne može pomicati stvari, samo se djelomično može transformirati u radnju (kružni procesi), manje je vrijedna.)
Mehanička (organizirana, usmjerena, može pomicati stvari (sila x put), više je vrijedna, u potpunosti se može transformirati u toplinu (trenje).).
- Osnovni termodinamički pojmovi (objasni):
termodinamički sistem - deo svijeta koji je izabran za termodinamičko razmatranje- ili skup objekata koji čine cjelinu i koji može razmjenjivati energiju sa sistemom.
termodinamičke osobine = osobine koje opisuju TD sistem
termodinamičko stanje sistema
termodinamički parametri stanja (funkcije stanja sistema)
termodinamičke funkcije procesa sistema
termodinamička ravnoteža i nulti zakon termodinamike.
termodinamički proces = prelaz iz jednog stanja sistema u drugo
- Zavisno o tome da li mogu razmijenjivati energiju (ili masu) sa svojom okolinom sistemi mogu biti:
Zatvoreni, Otvoreni, Izolovani.
- Termodinamičke osobine:
Ekstenzivne osobine sistema zavise od količine materije i aditivne su (masa, zapremina, unutrašnja energija, entalpija…)
m = m1 + m2
Intenzivne osobine sistema ne zavise od količine materije i nisu aditivne (temperatura, pritisak, gustina…)
ρ ≠ ρ1 + ρ2.
- Funkcije stanja sistema (parametri):
Fizikalne veličine koje ne ovise o procesu kojim sistem prelazi iz jednog stanja u drugo, već samo o početnom i konačnom stanju (pritisak, zapremina (volumen), temperatura, unutrašnja energija)
- Funkcije stanja procesa:
Fizikalne veličine koje ovise o procesu kojim se sistem prevodi iz jednog stanja u drugo stanje (rad, toplina)
- Apsolutni tlak, nadtlak i sniženi tlak, podtlak
Apsolutni tlak predstavlja zbroj barometarskog i manometarskog tlaka.
pa = pb + pm
Nadtlak i sniženi tlak - odnose se na atmosferski tlak
Tlak koji je manji od barometarskog tlaka se zove podtlak ili vakuum i očitava se na vakuumetru.
Tada je apsolutni tlak jednak razlici barometarskog i trenutnoj vrijednosti koju pokazuje vakuumetar.
- Veličine koje se direktno mogu mjeriti su:
Veličine koje se ne mogu mjeriti direktno su:
Jednadžba stanja.
- volumen, V
- masa, m
- tlak, p
- temperaturu, T
unutarnju energiju, u, entalpiju, h i entropiju, s.
Matematički izraz kojim možemo međusobno povezati veličine stanja koje možemo direktno izmjeriti.
- Veličine koje se direktno mogu mjeriti su:
Veličine koje se ne mogu mjeriti direktno su:
Jednadžba stanja.
- volumen, V
- masa, m
- tlak, p
- temperaturu, T
unutarnju energiju, u, entalpiju, h i entropiju, s.
Matematički izraz kojim možemo međusobno povezati veličine stanja koje možemo direktno izmjeriti.
- Ekvilibrijum
Nulti zakon TD
Kada su dva sistema u termičkom ekvilibrijumu?
Ekvilibrijum - stanje kada se temperatura ne mijenja
Nulti zakon - ako je C sistem u početnoj termičkoj ravnoteži sa A i B, onda su i A i B takođe u termičkoj ravnoteži i fundamentalan je za 1, 2. 3. zakon termodinamike
Dva sistema su u termičkom ekvilibrijumu samo ako imaju istu temperaturu.
- Kako se definiše temperatura?
Trojna tačka
Temperatura se definiše kao veličina ili parametar koja određuje da li je neko tijelo ili sistem u termodinamičkoj ravnoteži sa drugim tijelima ili okolinom
Jedinstvena kombinacija temperature i pritiska pri kojim koegzistiraju led, tekuća, vodena para. Javlja se pri temperaturi 0,01 C i pritisku od 610Pa (0,06 atm).
- Kalorija i oznaka
Kilokalorija i oznaka
Kalorija (skraćeno cal) definira se kao količina topline potrebna za podizanje temperature 1 g vode s 14,5 ° C na 15,5 ° C.
Kikolarija (skraćeno kcal) definira se kao količina topline potrebna za podizanje temperature 1 kg vode s 14,5 ° C na 15,5 ° C i jednaka je radu sile trenja 427kpm odnosno 4.1868kJ
- Specifični toplotni kapacitet
Kalorimetrija
Termin „faza“
Specifična toplota c je mjera koliko je termički materija neosjetljiva na dodavanje energije. Što je specifična toplota materijala veća, više energije se treba dodati da bi došlo do promjene temperature.
Kalorimetrija- „mjerenje toplote“.
Termin „faza“ – koristi se da opiše promjene stanja materije: tečno, ćvrsto, gasovito
- Latentna toplota (toplota fuzije)
Latentna toplota predstavlja omjer L = Q/m (Q - potrebna količina toplote energije za promjenu stanja mase tvari m) i karakterizira tehničku karakteristiku te tvari i ova toplota (dodata ili oduzeta) ne rezultira promjenom temperature.
- Znak za toplotu i rad u TD i oznake
Kada je toplota pozitivna a kada negativna?
Kada je rad pozitivan a kada negativan?
Formula za rad
Toplota je pozitivna kada ULAZI u sistem a negativna kada NAPUŠTA sistem. (Q)
Rad je pozitivan kada ga obavi sistem a negativan kada je urađen na sistemu. (W)
dW = F * dx = pSdx (dV = Sdx) ==>
==> W = integral od V1 do V2 (pdV)
- Nacrtati p-V dijagrame za sistem koji se điri pri promjenljivom pritisku (2) i pri konstantnom pritisku.
- PUTOVI IZMEĐU TERMODINAMIČKIH STANJA
Nacrtati slike, kako doci od stanja 1 do stanja 2?
Niz međustanja kroz koje TD sistem prolazi kod promjene od početnog do konačnog stanja tog sistema.
- Da li rad ovisi samo o pocetnom i konačnom stanju procesa?
Rad koji obavlja sistem ovisi ne samo o početnom i konačnom stanju nego i o međustanjima - putu kojim je sistem došao iz početnog u konačno stanje!
- Definicija unutrašnje energije i oznaka
Možemo uslovno definisati unutarnju energiju sistema kao sumu kinetičkih energija svih konstitutivnih partikula + suma svih potencijalnih energija interakcije između partikula.
