Allmänt/glosor Flashcards
Vad är ett system?
Ett system definieras som ett i rummet avgränsat område. Det som ligger utanför systemet kallas omgivning.
Vad menas med ett slutet system?
Ett system innehåller en given mängd materia. Massa förs alltså ej till eller från systemet.
Vad menas med ett öppet system?
Vid ett öppet system finns ett medieflöde mellan omgivningen och systemet. Det sker ett massutbyte.
Vad menas med kontrollyta/systemgräns?
Systemets gränser, innesluter kontrollvolym eller ett system.
Vad menas med ett isolerat system?
Inget mass-, värme-, eller arbetsutbyte förekommer.
Måttenheter som är bra att känna till: längd, massa, tid, elström, kraft, värme, arbete, effekt, tryck
Längd: meter, m massa: kilogram, kg tid: sekunder, s elström: ampere, A kraft: newton, N värme: joule, J arbete: newtonmeter, Nm effekt: watt, W (1W=1Nm/s=1J/s) tryck: pascal, Pa (1Pa=1N/m^2) (1bar=10Pa)
Vad är första huvudsatsen?
“Värme som flödar till eller från ett system är lika med ändringen i systemets inre energi plus arbetet uträttat på omgivningen”. Energi kan endast omvandlas.
DU/dt = Q’(t) + W’(t) + sum(m’(h(t) + e_y(t))
där e_y = v^2/2 + gz
Vad är volymändringsarbete?
Diskret “engångs” arbete på grund av en förändring i systemets volym
W_yr = integral(pdV)
Vad är tekniskt arbete?
Kontinuerligt arbete ("nettoarbete") ur en process
Tekniskt arbete kan vara summan av olika volymnändringsarbeten.
W_tr = -integral(vdp)
Vad är värme?
Värme är ett energiutbyte mellan kroppar.
- SI enhet är J
Värme övergår spontan från varmare till kallare kropp.
Vad är inre energi?
Summan utav olika energiformer för alla molekyler i systemet.
- SI enhet är J.
Kinetisk och potentiell energi inkluderas ej i inre energi.
Kan inte bestämmas absolut utan enbart i jämförelse med referens.
du = c_v*integral(DT) (ifall konstant volym)
Vad är entalpi?
I en process vid konstant tryck är skillnaden i entalpi upptagen eller avgiven värme.
Summan av inre energi och förflyttningsarbetet (flödesarbete/volymändringsarbete)
- SI enhet är J
h = u + pv
dh = c_p*DT (vid konstant tryck)
Vad är entropi?
Entropi avgör mängden energi som måste avges vid den lägre temperaturen och således hur mycket energi som är tillgänglig för arbete.
ds = c_vdT/T + Rdv/v
Vad är andra huvudsatsen?
“Värme kan inte spontant övergå från en kallare till en varmare kropp”
- Innebär att entropin aldrig minskar.
Vad är isokor tillståndsförändring?
dv = 0
- Uppvärmning/avsvalning av medie innesluten i konstant volym.
- Alla tillstånd av inkompressibla medier.
Ideala gaslagen: p = konst*T
W_yr: = 0
W_tr: = v(p_1 - p_2)
q_r: = u_2 - u_1
Vad är isobar tillståndsförändring?
dp = 0
- Uppvärmning/avsvalning av strömmande medie
- Gas innesluten i en kold med lättrörlig cylinder som belastas med en konstant kraft.
Ideala gaslagen: v = konst*T
W_yr: = p_0(v_2 - v_1)
W_tr: = 0
q_r: = h_2 - h_1
Vad är isotermisk tillståndsförändring?
dT = 0
- En cylinder med konstant väggtemperatur där förändringar sker så långsamt att temperaturjämvikt råder.
Ideala gaslagen: pV = konst = RT
W_yr: = RTln(p_1/p_2) = RTln(v_2/v_1)
W_tr: = W_yr
q_r: = W_yr = W_tr
Vad menas med reversibilitet?
Förloppet ska kunna gå i motsatt riktning så alla storheter och system i omgivningen nollställs.
Vad är underkyld vätska?
Allt ämne i vätskefas och vid en temperatur lägre än mättnadstemperatur
Vad är mättad vätska?
Vätska med tillstånd exakt på nedre gränskurvan (‘)
- h’ ur tabell som f(T) eller f(p)
Vad är Fuktig ånga?
Blandning mellan mättad ånga och vätska vid kokpunkten
h_x = (1-x)*h' + x*h'' u_x = (1-x)*u' + x*u'' s_x = (1-x)*s' + x*s''
eller om s är känd:
h = h’’ + T’‘*(s-s’’)
Vad är mättad ånga?
Ånga med tillstånd exakt på övre gränskurvan (‘’)
h’’ ur tabell som f(T) eller f(p)
Vad är ånga?
Tillstånd nära övre gränskurvan
Vad är överhettad ånga?
Allt ämne i gasfas och vid en temperatur högre än mättnadstemperaturen
Vad är kritiska punkten?
Övre och nedre gränskurvan möts och det är ingen skillnad gas eller vätska.
Detta kan betraktas som en egen fas - överkritiskt tillstånd
Vad är termisk verkningsgrad?
theta_t = Nyttigt arbete/Tillförd Energi
= W/Q_1
Ideal gas?
Gas utan molekylära krafter som följer idealgaslagen
Inre energi?
Summan av alla molekylernas mikroskopiska energier
Specifik värmekapacitet?
Den energimängd som krävs för att öka temperaturen på en enhet av en substans en grad
Stationärt?
Oförändrat med avseende på tiden
definiera Temperatur?
Ett begrepp för att kunna beskriva ett tillstånd mellan iskallt och hett
Definiera tryck?
Normalkraft som utförs av (fluid) per ytenhet
Definiera värme?
Den form av energibyte mellan system som sker till följd av en temperaturdifferens
Definiera arbete?
Om energi som korsar systemgränsen till ett slutet system inte är värme så är det arbete
Adiabatisk process?
En termodynamisk process där ingen värme varken tillförs eller bortförs från en fluid
Inget värmeutbyte sker med omgivningen i ett system
Kontrollvolym?
Ett definierat område med öppna systemgränser som massa och energi.
Polytrop process?
Generell process som innefattar de tidigare och allt emellan
Isoterm
Håller temperaturen konstant
Reversibel Process
En process som kan reverseras till utgångsläget utan att omgivningen påverkas.
Mättnadslinje
Sambandet mellan tryck och temperatur för fasövergången mellan vätska och ånga. Startar i trippelpunkten upp mot högre T/P och slutar i kritiska punkten.
Newtoniska fluider
En newtonsk fluid är en fluid som har en skjuvspänning som är linjärt proportionell mot hastighetsgradienten definierad rätvinkligt från skjuvplanet. Matematiskt tecknar man detta
Vad är typiskt för en värmemotor?
- Får värme från en värmekälla med hög temperatur
- Omvandlar värme till arbete
- Resten kyls bort av en värmesänka med låg temperatur
- Arbetar cykliskt
Vad gäller för Bernoullis ekv?
Fluiden ska va inkompressibel, strömningen skall vara endimensionell, stationär och förlustfri
Reversibel process?
En omvändbar process som inte påverkar omgivningen
Förklara det fysikaliska förloppet i en expansionsventil?
Det sker en trycksänkning. En isentaplisk process (Konstant entalpi)
Adiabatisk process?
Process där ingen värme tillförs eller bortförs
Definiera värme?
Den energiform vars överföring beror på en temperatudifferens
Definiera arbete?
Om energi korsar systemgränsen och inte är värme så är det arbete
Vad är likheten mellan värme och arbete?
Båda är gränsfenomen, tillståndsstorheter och kan inte innehålla värme eller arbete i ett system utan de skapar energi.
Beskriv betydelsen av turbinverkningsgrad?
Kvoten mellan producerat axelarbete och den mekaniska energin från fluiden
Beskriv betydelsen av generatorverkningsgrad?
Kvoten mellan producerad elenergi och inkommande axelarbete
COP?
Coefficient of performance, effektivitetsmått på kylmaskiner och värmepunkter. Anger önskad effekt ut/krävd in
Reynolds tal?
Mått på typ av strömning
Cirkelprocess?
fysikalisk process vid vilken ett visst system efter en tid åter uppnår begynnelsetillståndet
Vad är Kelvin Plancks uttryck för termodynamikens andra huvudsats?
Alternativt:Ingen värmemotor kan ha en verkningsgrad på 100%
Viskositet?
Betecknar tjockheten mot flöden
Entropi?
Ett mått på förlust av konvertering från värmeenergi till arbete
Summan av inre energi och förflyttningsarbetet (flödesarbete/volymändringsarbete)
Vad är Gibbs fasregel?
F = K- P + 2
F = Antalet frihetsgrader K = Antalet närvarande komponenter P = antalet faser
Hur ser idéella gaslagen och dess varianter ut?
p*V = n*R_M*T P*V = R*T P*V = m*R*T
R_M = 8314.3 J/(kmol*K) R = R_M / M J/(kg*K)
Vid vilka situationer används c_v samt c_v och vad kan fås ut av dessa?
Vilka är de hjälpsamma ekvationerna för dessa?
Vid konstant tryck:
dq = c_pdT
dh = c_pdT
samt
Vid konstant volym:
dq = c_vdT
du = c_vdT
c_p - c_v = R
kappa = c_p/c_v
c_v = R/(kappa - 1) c_p = kappa*R/(kappa-1)
Isentropisk?
Konstant entropi
Entropibalans
