2. predavanje Flashcards
- 4 specifična termodinamička procesa u praktičnim situacijama:
- bez prenosa toplote ili adijabatski (Q = 0)
- konstantna zapremina, ili izohorni (V = const.)
- konstantan pritisak ili izobarni (p = const.)
- konstantna temperatura ili izotermn (T = const.)
- Adijabatski proces
Formula 2. zakona TD
Grafik
Pri adijabatskom procesu nema izmjene topline s okolinom.
U2 - U1 = delta U = -W
Kada sistem ekspandira adijabatski, rad W je pozitivan (sistem vrši rad na svojoj okolini), tako da je delta U je negativno, a unutarnja energija se smanjuje.
Kada je sistem komprimiran adijabatski, W je negativno, (okolina je izvršila rad na sistemu) tako da unutrašnja energija U raste.
- Izvesti jednačine za adijabatski proces
- Izohorni proces
Nacrtati p-V dijagram za ovaj proces
Zagrijavanje gasa u zatvorenoj posudi konstantnog volumena je primjer izohornog procesa.
Ako je V=const, sistem ne vrši rad na svojoj okolini.
W = 0, U2 - U1 = deltaU = Q
- Izobarni proces
Nacrtati p-V dijagram za ovaj proces
p=const. Pri izobarnom procesu pritisak plina je konstantan a volumen i temperatura se mijenjaju.
W = p*(V2 - V1)
- Izotermni proces
Nacrtati p-V dijagram za ovaj proces
T=const.(p*V=f(T)=const)
Kod izotermnih procesa, protok toplote u ili iz sistema mora biti dovoljno spor, tako da se zadrži termička ravnoteža. Q, W su različiti od 0. Ako je T=const, unutarnja energija U=const. Sva energija koja ulazi u sistem kao toplota Q, mora izaći kao rad.
delta U = 0, Q = W
W = nRTln(V2/V1)
- Nacrtati grafik sva 4 TD procesa
- Reverzibilni i ireverzibilni procesi
Ireverzibilni procesi - procesi koji se dešavaju spontano u jednom smjeru, ali ne u drugom.
Protok toplote sa toplijeg tijela na hladnije je primjer nepovratnog procesa - ireverzibilan proces.
Reverzibilan proces (povratni) – ako se dozvoljava povratak sistema u njegovo početno stanje ne ostavljajući nikakve promjene na okolini.
- Toplotna mašina
Najjednostavnija mašina
Šta se čini pomoću toplotnih mašina?
Uređaj koji transformiše toplotu djelimično u rad ili mehaničku energiju naziva se TOPLOTNA MAŠINA.
Najjednostavnija mašina je ona gdje radna materija prolazi kroz ciklični proces.
Pretvaranje toplote u mehaničku energiju se vrši pomoću toplotnih mašina.
- Nacrtati i objasniti grafike:
Džulov kružni proces,
Ottov kružni proces i
Dizelov kružni proces
- Topli i hladni rezervoar
delta U = 0
Topli rezervoar- izvor topline; predaje radnoj materiji. Drugo tijelo se naziva hladni rezervoar, apsorbuje veliki iznos odbačene toplote iz mašine na konstantnoj nižoj temperaturi TC.
Q je pozitivno kada toplina ulazi u radnu materiju
Negativna kada izlazi iz radne materije
QC- negativno- toplina koja izlazi iz radne materije
Ukupna apsorbovana toplota
Q = QH + QC = /QH/ - /QC/
1. Zakon termodinamike:
- Termička efikasnost mašine (stroja):
e = W/QH (W = QH + QC)
e = 1 + QC/QH = 1 - (QC/QH)
- Ottov ciklus (nacrtati i detaljno objasniti) (4 stanja)
Udarni takt
Kompresijski takt
- Termička efikasnot Ottovog ciklusa (izvesti formulu)
e = 1 - (1 / (r^gama -1))
- Karakteristike Ottovog ciklusa
Efikasnost realnog benzinskog motora:
Detonacija (predpaljenje)
Efikasnost uvijek manja od 1 čak i za idealiziran proces.
Za r = 8 i gama = 1,4, teorijska efikasnost procesa je 56%.
Efikasnost raste kako se povećava r.
Efikasnot realnog benzinskog motora je oko 35 %
Ako je temperatura dovoljno velika onda može doći do spontane eksplozije umjesto ravnomjernog paljenja svjećicom.