Termodynamik Flashcards

0
Q

Vad skiljer sig mellan klassisk och statistisk termodynamik?

A

Klassisk - makroskopisk(storskalig, synlig för blotta ögat, enkel att se) vetenskap baserad på experiment Statistisk - mikroskopisk knuten till den teoretiska fysiken som beskriver beteendet hos enskilda atomer och molekyler

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

Vad är termodynamik läran om?

A

Värme, arbete, energi

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

Ge exempel på 6 olika energislag

A

Arbete Värme Elektrisk energi, elkraft Kinetisk energi Potentiell energi Kemisk energi

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

Vad är enheten på energi?

A

SI Joule=Nm Per tidsenhet Watt=J/s

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

Vad är termodynamikens 1a huvudsats (Energiprincipen)?

A

Energi kan inte skapas eller förstöras men omvandlas till olika former.

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

Vad är termodynamikens andra huvudsats (entropiprincipen)?

A

Denna princip sätter upp ramarna för hur termodynamiska processer fungerar.

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

För att kunna generera nyttig energi krävs vad då?

A

Energikälla tex fossila bränslen (olja kol naturgas)

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

Vilka tre stora utmaningar står globala energisystemet inför?

A

Begränsad resursbas Energisäkerhet Klimatpåverkan

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

Vad innebär begränsad resursbas?

A

Hur mycket finns det på jorden och hur mycket kan vi utvinna?

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

Vad innebär energisäkerhet?

A

Vem har tex oljan och vilka väljer de att sälja till?

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

Vad innebär klimatpåverkan?

A

Vad ger det för utsläpp och vilka alternativa energikällor finns?

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

Vilka är de intensiva tillståndsstorheterna?

A

Oberoende av systemets storlek

Temperatur T (K)

Tryck p (Pa)

Volymitet v (m3/kg)

Specifik entalpi h (J/kg)

Specifik entropi s (J/kgK)

Specifik inre energi (J/kg)

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

Vilka är det extensiva tillståndsstorheterna?

A

Beroende av systemets storlek

Volym (mv) V (m3)

Entalpi (mh) H (J)

Entropi (ms) S (J/K)

Inre energi (mu) U (J)

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

Vad är Arbete?

A

Energislag som beskriver vad en kraft uträttar när dess angreppspunkt förflyttas

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

Vad är värme?

A

Energi som passerar en systemgräns på grund av att de har olika energi

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

Vad är kemisk energi?

A

Energi bunden i ämnen som kan frigöras vid tex förbränning

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

När är arbete positivt resp negativt?

A

Positiv när det lämnar systemet och negativt när det tillförs systemet

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Vad betyder inkompressibla medier? Och ge ett exempel!

A

Medier som inte ändrar sin volym vid olika tryck, vätskor kan nästan alltid sägas vara inkompresibla.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Vad är värme?

A

Energiutbyte som sker mellan kroppar pga temperatur differens

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

När värme övergår spontant, hur förflyttas då värmen?

A

Från varmare till kallare

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

En kropp eller ett system kan aldrig innehålla värme, varför?

A

För att det är ett transportfenomen. (Arbete)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

Vad är inre energi?

A

Summan av alla olika energiformer för alla molekyler inom systemet

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

Vilken/vilka energier ingår inte i inre energi?

A

Kinetisk och potentiell

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
23
Q

Vad är entalpi?

A

I en process vid konstant tryck är skillnaden i entalpi lika med upptagen eller avgiven värme.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
24
Q

Vad menas med ett öppet system?

A

Massutbyte med omgivningen

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
25
Q

Vad menas med ett slutet system?

A

Inget massutbyte med omgivningen Tillstånds- och processstorheter kan ändras över tiden Reversibelt kvasistatisk tillståndsförändring

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
26
Q

Vad menas med ett adiabatiskt system?

A

Inget värmeutbyte med omgivningen

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
27
Q

Vad menas med ett isolerat system?

A

Inget mass-, värme- eller abetsutbyte

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
28
Q

Vad menas med ett öppet stationärt system?

A

Tillstånds och processstorheter konstanta över tiden Endast tekniskt arbete möjligt Ackumuleringen är = 0 (in=ut)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
29
Q

Vad gör en turbin?

A

Omvandlar energi från ett flöde till arbete

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
30
Q

Vad gör en värmeväxlare?

A

Överför värme från ett flöde till ett annat, eller tvärt om dvs kyler ett flöde.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
31
Q

Hur lyder Gibbs fasregel?

A

F=K-P+2

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
32
Q

Vad innebär ett öppet instationärt system? (Stillastående)

A

Tillförseln av arbete och värme kan bero av tiden Massflöde in och ut behöver inta vara samma och kan bero av tiden Massa och inre energi (h) kan ackumuleras/tömmas inom systemet

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
33
Q

Vilken tillståndsförändring används på strypventiler?

A

Isentalpiska

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
34
Q

Vad betyder kvasistatiskt?

A

En process som sker oändligt långsamt så att varje tillstånd på vägen är ett jämviktstillstånd. En sådan process är reversibel

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
35
Q

Vad är en kvastistatisk adiabatisk process?

A

Inget värmeutbyte med omgivningen vilket leder till en optimal process. OMÖJLIGT att uppnå i praktiken

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
36
Q

Vilka är enheterna för Temperatur, Tryck, Volymitet, specifik entalpi, specifik entropi, specifik inre energi

A

T K p Pa v m3/kg h J/kg s J/kgK u J/kg

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
37
Q

Hur lyder Gibbs fasregel

A

F=K-P+2 F=antal frihetsgrader K=antal närvarande komponente P=antal faser

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
38
Q

Vad är skillnaden på cv och cp?

A

Specifik värmekapacitet V - konstant volym P - konstant tryck

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
39
Q

Vad beror Cv av

A

Temperatur och volymitet Men för ideal gas är den oberoende av volymitet

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
40
Q

Vad beror Cp av?

A

Temperatur och Tryck Men vid ideal gas är den oberoende av volymitet

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
41
Q

Hur lyder allmänna gaslagen?

A

pv=RT pV=mRT pV=nR(M)T

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
42
Q

Vad är värdet på R(M)?

A

8314,3 J/kmolK

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
44
Q

Hur får du fram värdet på R som är material beroende?

A

R=R(M)/M

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
45
Q

Vad är formen för kapa?

A

kapa=cp/cv

46
Q

Hur är förhållandet mellan cv och cp om du vill få farm R?

A

Cp-Cv=R

47
Q

Vilket håll går processen i en värmemotor?

A

Medurs

48
Q

Vad betyder isokoriskt?

A

Konstant volym

49
Q

Vad betyder isobarisk?

A

konstant volym

50
Q

Vad betyder isotermisk?

A

Konstant temperatur

51
Q

Vad betyder isentropisk?

A

konstant entropi dq=0

52
Q

Vad är samma ord för isentropisk?

A

Reversibel adiabatisk

53
Q

Vad betyder polytropisk?

A

Generalliserad förändring som kan innehålla samtliga ovan

54
Q

Vilket håll går processen i en värmepump?

A

Moturs

55
Q

vad är den termiskaverkningsgraden?

A

etaT=Nyttigt arbete / Tillförd energi = E/Q1=epsilonc/q1

56
Q

Värmefaktor (värmepump)?

A

COP1=Nyttig värme/Tillfört Arbete=Q1/IEI=q1/IepsiloncI

57
Q

Köldfaktorn(Kylanläggning)?

A

COP2=Kyleffekt/Tillfört Arbete=Q2/IEI=q2/IepsiloncI

58
Q

Beskriv ottocykeln

A

a-b kompression, isentropisk b-c Värme tillförsel, isokorisk (Förbränning) c-d Expansion, isentropisk (arbetsfas) d-a Kylning, isokorisk (utblås + insug)

59
Q

Vad är den termiskaverkningsgraden?

A
60
Q

Beskriv Carnot cykeln med ett Ts diagram

A

En principiellt viktig cykel – mest effektiva cykeln mellan två temperaturer

61
Q

Beskriv carnotcykeln med ett pv diagram

A
62
Q

Vad är Carnotverkningsgraden?

A

ηtCc/q1=T1-T2/T1

där

εc=q1-q2

63
Q

Vad innebär andra huvudsatsen?

A

Arbete kan endast utvinnas när värme ’faller’ från en varmare till en kallare kropp

alt

Värme kan ej av sig själv övergå från en kallare till en varme kropp”

64
Q

Hur fungerar en värme maskin?

A

Värme transporteras alltid fråb ett arbetsmedium från en hög temp (TH) till en lägre (TL)

På vägen sker det en arbetsgivande process vikket innebäs att tempen sjunker

65
Q

Vad kallas det när arbetsmediet transporteras runt i ett slutet system?

A

Kretsprocess

66
Q

Vad händer om man har en hög entropi?

A

Det leder till att mycket värme måsta avgå vid den lägre temperaturen (dvs dålig verkningsgrad) vid arbete

67
Q

Vad händer med entropin i ett isolerat system?

A

Den ökar alltid

68
Q

vad är specifikt för en reversibel process?

A

Delta_s = 0

Kvasistatiskt

Jämvikt (tex Temp)

69
Q

hur beräknar man entropin för fasta kroppar och vätskor?

A

s2-s1 = c ln(T2 / T1)

70
Q

hur beräknar man entropin för smältning och förångning vid konstant T?

A

Δssmält =l/Tsmält

Δsförång =r/Tkok

71
Q

Vad är irreversibilitet

A

Arbetsförlust tex

Friktion, strömningsförluster, blandningsförlopp

Temperaturdifferenser

72
Q

Den termiska verkningsgraden för varje reversibel kretsprocess är den samma som för den reversibla Carnotcykeln om båda arbetar mellan samma temperaturer, sant eller falskt?

A

sant

73
Q

Varje irreversibel kretsprocess måste ha en högre termisk verkningsgrad än den reversibla Carnotcykeln om båda vid lika temperatur

A

falskt, lägre

74
Q

Vad händer med entropin om värme bortförs?

A

då minskar etropin

75
Q

Vad händer med entropin om värme tillförs?

A

Entropin ökar

76
Q

Hur ser den ideala cykeln ut för en Otto motor

A
77
Q

Hur ser den ideala cykeln ut för en Diesel motor ut?

A
78
Q

Hur ser den ideala cykeln ut för en Joule/Brayton motor ut?

A

a-b Kompression, isentropisk (idealt)

b-c Värme tillförsel, isobariskt (förbränning)

c-d Expansion, isentropisk (idealt, arbetsfas)

d-a Kylning, isobarisk ( Kylning eller utblås+insug)

79
Q

Hur ser den ideala cykeln ut för en Ericsson motor ut?

A
80
Q

Hur ser den ideala cykeln ut för en Sterling motor ut?

A
81
Q

vad är den isentropiska verkningsgraden för en turbin?

A
82
Q

vad är den isentropiska verkningsgraden för en kompressor?

A
83
Q

När används Joule/Brayton cykeln?

A

Till gasturbiner, Flygplan(Turboprop, Jet motorer), kraftverk

84
Q

Vad är för och nackdelarna med Joule/brayton cykeln?

A

+

Större effekt än motsvarande förbränningsmotor

Driftsäker

behöver mindre underhåll

-

dyrare att tillverka

reagerar långsamt på laständringar

ställer höga krav på bränslets kvalitet

85
Q

vilken/vilka fas/er har arbetsmediet i Joule/Brayton cykeln?

A

Gasfas i hela arbetscykeln

86
Q

Vad skiljer sig mellan en gasturbin vid elkraftproduktion mot en ångkraftcykel?

A

Gasturbinen arbetar med lägre tryck och högra max temperatur

87
Q

Vilka standardantaganden kan du göra vid analys av gasturbiner?

A
  • Konstant mängd arbetsmedium genom hela cykeln.
  • Värmetillförsel och värmebortförsel via värmeväxling.
  • Isentropisk (ideal, reversibel) kompression och expansion.
  • Konstant Cp och Cv för arbetsmediet över hela processen.
88
Q

Hur ser Joule/braytoncykeln ut med öppen och sluten gasturbin?

A
89
Q

Hur fungerar Ericssoncykeln?

A

a-b kompression isoterm (idealt)

b-c värmetillförsel, isobarisk (förbränning)

c-d Expansion, isoterm( idealt) arbetsfas

d-a Kylning, isobarisk (värmeväxlare, utblås+insug)

90
Q

hur fungerar stirling cykeln?

A

a-b Kompression, isoterm (idealt)

b-c värme tillförsel isokorisk förbränning

c-d Expansion, isoterm (ideal) arbetsfas

d-a Kylning, isokorisk

91
Q

Vad är för och nackdelar med sterlingmotorn?

A

+

kan använda olika värmekällor (sol, förbränning)

Vibrationsfri

tyst

hög verkningsgrad

-

svårt att reglera

dyr

92
Q

Vilka antaganden kan du göra vid inre förbränning som har inverkan på resultatet?

A

– Luften är idela gas med konstant värmekapacitet och massa genom cykeln

– Förbränningsprocessen anses ekvivalent med en extern värmetillförsel.

– Cykeln anses sluten

– Internt reversibel

93
Q

Hur fungerar ottocykeln?

A

a-b kompression isentropisk

b-c värmetillförsel isokorisk (förbränning)

c-d Expansion, isentropisk (arbetsfas)

d-a Kylning, isokor (utblås + insug)

94
Q

Hur fungerar dieselmotorn?

A

a-b kompression isentropisk

b-c värmetillförsel isobar (förbränning)

c-d Expansion, isentropisk (arbetsfas)

d-a Kylning, isokor (utblås + insug)

95
Q

Vad kan du bestämma ur ett sT diagram?

A

qr

du som areor

dh

Fasövergångarna

96
Q

Vad är ett annatnamn för Mollier-diagram?

A

hs-diagram

97
Q

Om du höjer trycket hur påverkas kokpunkten?

A

Högre kokpunkt

98
Q

Hur markeras mätningstillstånd nedregränskurva?

A

precis börjat koka, precis kondenserat klart

99
Q

Hur markeras mätningstillstånd övregränskurva?

A

’’

precis kokat klart, precis börjar kondensera

100
Q

Vad är en underkyld vätska?

A

Allt ämne i vätskefas och vid en temperatur lägre än mättnadstemperatur

101
Q

Vad är en mättad vätska?

A

Vätska med tillstånd exakt på nedre gränskurvan (’)

102
Q

Vad är fuktig ånga?

A

Blandning mellan mättad ånga och vätska vid kokpunkten

103
Q

Mättad ånga

A

Ånga med tillstånd exakt på övre gränskurvan (’’)

104
Q

vad är ånga?

A

Tillstånd nära övre gränskurvan

105
Q

Vad är överhettad ånga?

A

Allt ämne i gas fas och vid en temperatur högre än mättnadstemperaturen

106
Q

Vad har högst inre energi, vatten eller ånga?

A

ånga

107
Q

Vad är den kritiska punkten K?

A

Övre och nedre gränskurvan möts och det är ingen skillnad gas eller vätska

Detta kan betraktas som en egen fas – överkritiskt tillstånd

108
Q

Vad är det som är bestämt i den kritiska punkten?

A

I kritiska punkten är tillståndet bestämt

– Kritiska temperaturen Tk

– Kritiska trycket pk

– Kritiska volymiteten vk

109
Q

Vad heter det när ett fast ämne över går direkt till att bli gas?

A

Sublimation

110
Q

Vad är trippelpunkten, tr?

A

där gas, vätska och solid (tre faser) existerar i jämvikt

Tillståndet är bestämt! F = K – P + 2 =0

Skillnaden mot kritiska punkten är att faserna inte är sammanfallande utan har olika volymitet

111
Q

Vilken färg är finast?

A

Brun