16. Calor i treball Flashcards

1
Q

Calor i treball en els processos termodinàmics. Primera llei termodinàmica. Aplicació a les màquines tèrmiques i les reaccions químiques. Rendiment energètic.

  1. Introducció.
A
  • S’ha de ficar un poc d’història enllaçar importància maq. tèrmiques i relació amb temari Tecno??
  • Maneres de fer TFCIA energia, calor i treball
  • Definicions: procés quasiestàtic, variables extensives i intensives (??)
  • Com s’ordenarà
  • Màquines tèrmiques entre primer i 2n principi

(següent punt: Treball)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Calor i treball en els processos termodinàmics. Primera llei termodinàmica. Aplicació a les màquines tèrmiques i les reaccions químiques. Rendiment energètic

  1. Treball (punt introductori)
A
  • Def de treball mecànic
  • A Termo diferents tipus de treball

(següent punt: Treball hidrostàtic)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Calor i treball en els processos termodinàmics. Primera llei termodinàmica. Aplicació a les màquines tèrmiques i les reaccions químiques. Rendiment energètic

  1. Treball (només per ubicar punt)
    1. Treball a sistemes hidrostàtics
A
  • Deduir d(barra)W = -pdV
  • Criteri de signes
  • Diferencial inexacta
  • Versió integral
  • Diagrama P-V per veure que depen del camí.
  • Exemples processos isoterm/isobar gasos ideals.

(següent punt: treball altres sistemes)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Calor i treball en els processos termodinàmics. Primera llei termodinàmica. Aplicació a les màquines tèrmiques i les reaccions químiques. Rendiment energètic

  1. Treball (només per ubicar punt)
    1. Treball a altres sistemes
A
  • Treball fil dbarra = TdL
  • Doble làmina superficial
  • Pila reversible
  • Imanació sòlid magnètic
    (Fer imatge amd oneNote)

(següent punt: Treball generalitzat)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Calor i treball en els processos termodinàmics. Primera llei termodinàmica. Aplicació a les màquines tèrmiques i les reaccions químiques. Rendiment energètic

  1. Treball (només per ubicar punt)
    1. Treball generalitzat
A
  • Hem trobat d(barra)Treball = magnitud inx x d(mag extensiva)
  • Sistemes composts: Sumatori
  • Treball de configuració i treball dissipatiu (posar?)

(següent punt: Treball adiabàtic i energia interna)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Calor i treball en els processos termodinàmics. Primera llei termodinàmica. Aplicació a les màquines tèrmiques i les reaccions químiques. Rendiment energètic

  1. Treball adiabàtic i energia interna
A
  • Experimental entre i –> f mateix treball
  • Matemàticament existeix una funció de les coordenades termodinàmiques t.q. la seva dif entre i i f és l’energia; el treball mecànic. –> Energia Interna
  • Fer analogia amb g i E
  • Importància és l’existència de U (mirar llibre)
  • Serà diferencial exacta

(següent punt: Calor i 1er principi)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Calor i treball en els processos termodinàmics. Primera llei termodinàmica. Aplicació a les màquines tèrmiques i les reaccions químiques. Rendiment energètic

  1. Calor i primer principi
    1. Capacitats calorífiques i calors específics (pensar si posar-ho o no??)
A
  • Canvis en sistema sense treball fins equilibri –> dos sistemes a dif. Temperatura.
  • Calor –> energia transferida en virtut de dif T
  • Si hi ha treball no adiabàtic: W no és igual dif E interna (falta un terme per conserva l’energia)
  • dU = dbarraQ + dbarraW (comentar criteri de signes?)

3 idees: - Existeix U

  • Es conserva l’energia
  • calor és transferencia energia
  • No hi ha mòbils perpetus de 1a espècie –> no es pot crear energia sense consumir una d’equivalent.

(pròxim punt: Aplicació a màquines tèrmiques)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Calor i treball en els processos termodinàmics. Primera llei termodinàmica. Aplicació a les màquines tèrmiques i les reaccions químiques. Rendiment energètic

  1. Aplicació a màquines tèrmiques (només intro)
A

Inici –> Q -> W (100%) i al revès??

Necessitat procés cíclic

Def màquina tèrmica transf Q –> W funcionant entre fonts Th i Tc

Conversió de combustió externa o interna Ex.

El que es veu és que no tot el Q en W (2n principi enunciat de Kelvin - Planck)

Representàció gràfica màq tèrmica: W = |Qh| - |Qc|
(explicar perquè valors absoluts)

També funcionament com a frigorífic –> enunciat Clausius 2n principi (??)

Aproximacions per idealitzar?

següent punt rendiment energètic

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Calor i treball en els processos termodinàmics. Primera llei termodinàmica. Aplicació a les màquines tèrmiques i les reaccions químiques. Rendiment energètic

  1. Aplicació a màquines tèrmiques
    1. Rendiment energètic
A

imatge one note

(següent punt: Carnot)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Calor i treball en els processos termodinàmics. Primera llei termodinàmica. Aplicació a les màquines tèrmiques i les reaccions químiques. Rendiment energètic

  1. Aplicació a màquines tèrmiques
    1. Cicle de Carnot
A
  • Màquina ideal que marca el rendiment màxim
  • Etapes:

Isoterma revabsobeix Qh

Adiabatic reversible Th fins Tc

Isoterma Reversible cedeix Qc

Adiabàtic rev Tc fins Th

Imatge One Note fórmules

Rendiment indep gas utilitzat i només funció temp, vàlid també si no és gas ideal.

següent punt: cicle Otto

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Calor i treball en els processos termodinàmics. Primera llei termodinàmica. Aplicació a les màquines tèrmiques i les reaccions químiques. Rendiment energètic

  1. Aplicació a màquines tèrmiques
    1. Cicle Otto
A
  • Motor combustió interna
  • Barreja aire i combustible – es crema no torna a l’estat inicial
  • Idealització gasos molt diluïts al ciclindre: no freg, quasi-estàtics, gas –> aire –> gas ideal de c cte
  • Descripció funcionament motor:

Admissió, Compressió,, ignicio (V cte idealment), Expansió, Apertura vàlvula escapament

Idealització imatge P-V

(veure imatge one note)

(Següent punt cicle diesel)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Calor i treball en els processos termodinàmics. Primera llei termodinàmica. Aplicació a les màquines tèrmiques i les reaccions químiques. Rendiment energètic

  1. Aplicació a màquines tèrmiques
    1. Cicle Diesel
A
  • Es pot inflamar sense xispa, injecta combustible a p cte.
  • També ideal

(veure imatge One Note)

següent punt màquina de vapor

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Calor i treball en els processos termodinàmics. Primera llei termodinàmica. Aplicació a les màquines tèrmiques i les reaccions químiques. Rendiment energètic

  1. Aplicació a màquines tèrmiques
    1. Màquina Vapor
A
  • Exemple combustió externa

(veure imatge One Note)

següent punt aplicació reaccions químiques

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Calor i treball en els processos termodinàmics. Primera llei termodinàmica. Aplicació a les màquines tèrmiques i les reaccions químiques. Rendiment energètic

  1. Aplicació reaccions químiques (només intro)
A
  • R. química reactius àtoms en un estat, prod en un altre –> fció estat (U)–> variació funció estat depen estats inicials i finals

Calor a Vol constant (des de primer principi) – Qv = U2- U1

però reaccions solen ser a p cte.

(següent punt Entalpia)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Calor i treball en els processos termodinàmics. Primera llei termodinàmica. Aplicació a les màquines tèrmiques i les reaccions químiques. Rendiment energètic

  1. Aplicació reaccions químiques
    1. Entalpia
A
  • H = U + PV

U és funcio estat, PV, `propietats sistema –> H funció estat

Diferenciar— dH = dbarraQ (p cte) Canvi entalpia és calor trans a p cter

Qv = U2 - U1, Qp = H2-H1

calors específics

En els canvis de fase que són a p cte Q = nL = n(h2-h1)

Veure imatge One note

següent punt llei de Hess

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Calor i treball en els processos termodinàmics. Primera llei termodinàmica. Aplicació a les màquines tèrmiques i les reaccions químiques. Rendiment energètic

  1. Aplicació reaccions químiques
    1. Llei de Hess
A

Calor de reacció (delta U oH) depen només dels reactius inicials i productes finals i no dels estadis/etapis intermitjos

Exemple: A + B —-

És important quan no podem trobar deltaH d’una reacció però podem expressar-ho com a combinació d’altres.

següent punt: Entalpia i calor e formació

17
Q

Calor i treball en els processos termodinàmics. Primera llei termodinàmica. Aplicació a les màquines tèrmiques i les reaccions químiques. Rendiment energètic

  1. Aplicació reaccions químiques
    1. Entalpia o calor de formació
A

Cada element en seu estat normal H = 0.

Formació d’un mol d’una substanci en estat normal a partir dels seus elements –> entalpia normal de formació o calor de formació

Serveix de mesura en relació als elements –> deltaH < 0 estable

Exemples amb A, B… ??

Per fer càlculs:

DeltaH = sumatori(entalpia form prod) - sumatori(entaplia form reactius)

(aquest és el darrer punt)