Termodinamika Flashcards
Vidinė kūno energija…
lygi tą kūną sudarančių dalelių netvarkingo judėjimo kūno masės centro atžvilgiu kinetinių energijų ir visų dalelių tarpusavio sąveikos potencinių energijų sumai.
U =
Σ_(i=1)^n * Eki + Σ_(i=1)^n * Epi = NEk1 ̅
U - kūno vidinė energija
Eki - vienos dalelės kinetinė energija
Σ_(i=1)^n * Eki - visų dalelių kinetinių energijų suma
Epi - vienos dalelės sąveikos potencinė energija
Σ_(i=1)^n * Epi - visų dalelių potencinių energijų suma
Ek1 ̅ - vienos dalelės vidutinė kinetinė energija
Idealiose dujose…
Epi = 0
Ek1 =
(3/2)kT
U (vienatomių dujų vidinė energija) =
(3/2)(m/M)NakT = (3/2)(m/M)RT = (3/2)𝜈RT = (3/2)pV
m - dujų masė
M - molinė masė
Na - Avogadro sk.
k - Bolcmano konstanta
T - absoliučioji temperatūra
R - universalioji dujų konstanta
𝜈 - medžiagos kiekis
p - slėgis
V - tūris
U (dviatomių dujų vidinė energija) =
(5/2)(m/M)R*T
Vidinės energijos keitimo būdai:
1) Perduodant šilumą;
2) Atliekant darbą;
Šilumos perdavimo būdai:
1) Šilumos laidumas;
2) Konvekcija;
3) Šilumos spinduliavimas
Šilumos laidumas -
šilumas perdavimo būdas, kai aukštesnės temperatūros kūnai atiduoda energiją žemesnės temperatūros kūnams tiesioginio kontakto metu.
Konvekcija -
šilumos perdavimas skysčių ar dujų srautais.
Šilumos spinduliavimas -
šilumos perdavimas ne medžiagomis. Visi kūnai skleidžia šiluminius spindulius ir kuo karštesnis, tuo intensyviau.
Šilumos kiekis -
vidinė energija, kurią kūnas gauna arba praranda šilumos perdavimo būdu.
Q – šilumos kiekis (J) . Q=
cm (t2-t1)
C – medžiagos savitoji šiluma. m- masė. C=
Q/m(t2-t1)
Medžiagos savitoji šiluma parodo…
kiek reikia energijos 1 kg masės kūną pakelti 1 laipsniu
Agregatinė būsena –
būsenos kitimas
Garavimas –
fizinis virsmas, kurio metu skystis virsta garais jo paviršiuje.
Kai yra Q, L ir m ; Q=
L tai..
m tai..
Lm ;
L – savitoji garavimo šiluma,
m – kūno masė
Savitoji garavimo šiluma –
šilumos kiekis, reikalingas 1 kg skysčio išgarinti virimo temperatūroje.
virimas -
procesas, kurio metu skystis garuoja ne tik iš paviršiaus, bet ir iš vidaus
Pagrindinė virimo salyga –
skystis pradeda virti, kai garų slėgis p burbuluose yra ne mažesnis už atmosferos slėgį p0 : p = >p0
Kondensacija -
fazinis virsmas, kurio metu garai virsta skysčiu.
Lydimasis –
fazinis veiksmas, kurio metu kietasis kūnas virsta skysčiu.
Kai yra Q, landa л ir m tai Q=
л=
m=
лm;
л – savitoji lydimosi šiluma,
m – kūno masė
Savitoji lydimosi šiluma –
šilumos kiekis, reikalingas 1 kg kietos medžiagos paversti skysčiu jos lydimosi temperatūroje
Kietėjimas –
fazinis virsmas, kurio metu skystis virsta kietuoju kūnu.
Vanduo 0 laipsnių C temperatūroje kietėja (skystėja), kai
aplinkos temperatūra yra žemesnė (didesnė) už arba lygi 0 laipsnių C.
Kai yra Q, q ir m, Q=
q=
qm;
q – kuro degimo šiluma.
šilumos balanso lygtis -
šilumos kiekių uždaroje sistemoje suma lygi nuliui
Q1+Q2+Q3+…=0
gautas šilumos kiekis yra teigiamas (Q > 0), atiduotas neigiamas (Q < 0)
A’ - dujų darbas; A’=
p*deltaV
A^1 > 0
kai dujos plečiasi (deltaV > 0)
A^1 < 0
kai dujos spaudžiamos (deltaV < 0)
A^1 =
A^1 tai
A tai
-A
dujų darbas
išorinių jėgų darbas
kai yra delta U, Q ir A tai delta U =
U tai..
Q tai..
A tai…
Q + A
dujų vidinės energijos pokytis
suteikta šiluma
darbas
pirmasis termodinamikos dėsnis:
termodinaminės sistemos vidinės energijos pokytis, atsiradęs keičiantis sistemos būsenai, lygus išorinių jėgų atliekamo darbo ir sistemai suteikto šilumos kiekio sumai:
delta U = Q + A
Termodinaminei sistemai perduotas šilumos kiekis naudojamas jos vidinei energijai pakeisti ir sistemos darbui atlikti įveikiant išorines jėgas:
Q=delta U + A’
delta U=
U2 - U1 = 3/2m/MR deltaT
Q > 0, kai…
kūnas gauna šilumą
Q < 0, kai…
kūnas atiduoda šilumą
A > 0, kai…
dujos yra spaudžiamos
A < 0, kai…
dujos yra plečiamos
A^1 > 0, kai…
dujos yra plečiamos
A^1 < 0, kai…
dujos yra spaudžiamos
- Izoterminis procesas:
T = const:
deltaU = 0; Q=A^1=p deltaV
- Izobarinis procesas (p=const):
Q=3/2 p delta V + p delta V =5/2 p delta V
(Q= delta U + A’)
- izochorinis procesas (V= const):
A^1=0
Q=delta U
- Adialbatinis procesas -
labai greitas procesas, kai nevyksta šilumos mainai su aplinka (nes procesas labai greitas)
Adialbatiniai procesai:
kai Q=0
delta U = A
delta U = - A ^1
šiluminis variklis -
įrenginys, kuris vidinę kuro energiją paverčia mechanine energija
šiluminių variklių pavyzdžiai: (6)
- benzinis keturtaktis vidaus degimo variklis
- Dizelinis keturtaktis vidaus degimo variklis
- benzininis dvitaktis vidaus degimo variklis
- reaktyvinis variklis
- garo turbina
- turboreaktyvinis variklis
- n (su nosine) =
An/Q = Nt/qm
- n (su nosine) =
A/Q1=(Q1-Q2)/Q1
n nosinė max =
T1 tai…
T2 tai…
(T1-T2)/T1
šildytuvo temperatūra
aušintuvo temperatūra
išlipę iš vandens mes jaučiame vėsą, nes
vanduo garuoja. Dėl to jis ima mūsų šilumą. Vėjas paspartina garavimą todėl daugiau šilumos yra atimama ir jaučiamės vėsiau.
Antrasis termodinamikos dėsnis (2)
- Šaltesnė sistema negali perduoti šilumos karštesnei, kai tuo pat metu nekinta abi sistemos arba aplinkos kūnai
- neįmanoma vidinės energijos perduoti iš aukštos temperatūros šaltinio taip, kad atliktas darbas būtų lygiavertis tam vidinės energijos kiekiui
negrįžtamas procesas -
tai reiškinys, kuris gali vykti savaime tik viena kryptimi.
negrįžtamo proceso pavyzdžiai: (2)
- dujos negali savaime susispausti
- negrįžtamu vadiname reiškinį, kai kūno vidinę energija savaime perduodama iš karštesnio šaltesniam.
Mechaninės energijos virtimas vidine energija.
