Kapitel 2 Flashcards
Vad är total energi? Identifiera olika former av energi som bidrar till totala energin.
Summan av alla energiformer som ingår i systemet. Består av kinetisk, potential och inre energi då vi ej behandlar magnetisk, elektriskt och ytspänning.
Räkna upp de olika formerna av energi som bidrar till den inre energin av ett system.
Den inre energin av ett system består utav ‘’sensible’’, ‘’latent’’, kemisk energi och kärnenergier.
De ‘’sensible’’ inre energierna består utav atomer/molekyler som rör sig, antingen translationellt (enformig rörelse), rotationel (gäller endast för fleratomiga), och vibrationell energi (tänk fjädrar mellan atomerna) (kommer inte att tas med på denna kurs)
Hur är värme, inre energi och termisk energi relaterade till varandra?
Termisk energi kallas värme i vardagligt språk. Termisk energi är den dolda formen av inre energi. “Latent” och “sensible” är den formen av inre energi som kallas terisk energi.
Vad är mekanisk energi? Hur skiljer sig detta från termisk energi? Vilka är formerna av mekanisk energi i en fluidström?
Mekanisk energi kan omvandlas direkt och fullständigt till mekaniskt arbete. Termisk energi omvandlas däremot INTE fullständigt och direkt till mekaniskt arbete.
Mekanisk energi kan i en fluidström vara i form av kinetisk-, potentiell- och flödesenergi.
Bärbara elektriska värmare används vanligen för att värma små rum. Förklara
den energiomvandling som är inblandade under denna uppvärmningsprocess.
I elektriska värmare omvandlas elektrisk energi till inre energi.
Betrakta processen för uppvärmning av vatten på toppen av en “el-range”. Vilka energiformer är inblandade i denna process? Vilka energiomvandlingar sker i processen?
Elektrisk energi och inre energi (u). Den elektriska energin omvandlas till inre energi som i sin tur överförs till vattnet i form av värme.
När är energin som korsar en avgränsning av ett slutet system värme och när är det arbete?
Den form av energi som beror på temperaturskillnad är värme, resten är arbete.
Betrakta en bil som rör sig med en konstant hastighet längs en väg. Bestäm riktningen av värmen och arbetsinteraktioner i följande system: (a) bilkylare, (b) bilmotorn, (c) bil hjul, (d) vägen, och (e) den luft som omger bilen
(a) Bilens radiator överför värme från den varma motorn via kylvätska till den svalare luften. Inget arbete, utan interaktion sker i
radiatorn.
(b) Bilmotorn överför motorvärme till kylvätskan och luften samtidigt som den levererar arbete till transmissionen.
(c) De varma däcken överför värme till den svalare luften och i viss grad till den svalare vägen. Inget arbete produceras eftersom det inte finns någon rörelse hos de krafter som verkar vid gränsytan mellan däck och väg.
(d) Det finns mindre mängd värmeöverföring mellan däck och väg. Förutsatt att däcken är hetare än vägen är värmeöverföringen från däcken till vägen. Det finns inget arbetsutbyte i samband med vägen, eftersom det inte kan röra sig.
(e) Värme läggs i den atmosfäriska luften från de varmare komponenterna hos bilen. Arbetet görs på luften som passerar över och genom bilen.
Ett elkylskåp står i ett rum. Bestäm riktningen för arbetet och värmeinteraktioner när följande tas som systemet: (a) innehållet i kylskåpet, (b) alla delar av kyl inklusive innehållet, och (c) allt som finns i rummet under en vinterdag.
(a) : Värme måste föras bort från kylskåpet för att det ska hållas kallt. Värme tillförs från rummet då det är varmare än kylskåpet.
(b) : Värme tillförs till kylskåpet från rummet utanför. Värme tillförs även från de heta delarna bakom kylskåpet då det jobbar för att hålla kylskåpet kallt inuti. Elektriskt arbete tillförs till kylskåpet genom sladden i väggen.
(c) : Värme går ut från rummet till kylan utanför rummet. Elektriskt arbete tillförs till rummet genom sladden i väggen.
En gas i en pistoncylinder är komprimerad och ett resultat av detta är att temperaturen höjs. Räknas detta som värme eller arbete?
Det räknas som arbete. Det krävs ett gränsarbete.
Ett rum värms upp av ett strykjärn som lämnats påslaget. Är detta värme eller mekaniskt arbete då systemet är hela rummet inklusive strykjärnet.
Det är mekaniskt arbete då elektroner korsar systemgränsen och då utför ett arbete.
Ett rum värms upp av strålning från solen som passerar fönstren. Är detta på grund av värme eller arbete?
Detta beror på värmeöverföring eftersom det finns en skillnad i temperatur mellan solen och rummet.
Ett isolerat rum blir uppvärmt av ett brinnande ljus. Är detta värme eller arbete? Se hela rummet inklusive ljuset som ett helt system.
Detta är varken värme eller arbete då ingen energi korsar gränserna till systemet. Utan vad som sker är att energi omvandlas från en form av inre energi (kemisk energi) till en annan form (kännbar energi).
Vilka är de olika mekanismerna för att transportera energi till eller från en kontrollerad volym?
Energi kan överföras till eller från en kontrollerad volym i form av värme, olika typer av arbete och massöverföring.
En varm sommardag sätter en student på sin fläkt när hen lämnar sitt rum på morgonen. När hen kommer tillbaka på kvällen, kommer rummet vara varmare eller kallare än rummet bredvid? Varför? Antag att alla dörrar och fönster är stängda.
Varmare. För att fläkten utför ett elektriskt arbete som gör att det blir extra energi i luften.
