2. predavanje Flashcards

1
Q
  1. 4 specifična termodinamička procesa u praktičnim situacijama:
A
  • 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.)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q
  1. Adijabatski proces
    Formula 2. zakona TD
    Grafik
A

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.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q
  1. Izvesti jednačine za adijabatski proces
A
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q
  1. Izohorni proces

Nacrtati p-V dijagram za ovaj proces

A

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

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

Nacrtati p-V dijagram za ovaj proces

A

p=const. Pri izobarnom procesu pritisak plina je konstantan a volumen i temperatura se mijenjaju.

W = p*(V2 - V1)

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

Nacrtati p-V dijagram za ovaj proces

A

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)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q
  1. Nacrtati grafik sva 4 TD procesa
A
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q
  1. Reverzibilni i ireverzibilni procesi
A

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.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q
  1. Toplotna mašina
    Najjednostavnija mašina
    Šta se čini pomoću toplotnih mašina?
A

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.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q
  1. Nacrtati i objasniti grafike:
    Džulov kružni proces,
    Ottov kružni proces i
    Dizelov kružni proces
A
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q
  1. Topli i hladni rezervoar
A

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:

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q
  1. Termička efikasnost mašine (stroja):
A

e = W/QH (W = QH + QC)

e = 1 + QC/QH = 1 - (QC/QH)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q
  1. Ottov ciklus (nacrtati i detaljno objasniti) (4 stanja)
A

Udarni takt

Kompresijski takt

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q
  1. Termička efikasnot Ottovog ciklusa (izvesti formulu)
A

e = 1 - (1 / (r^gama -1))

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q
  1. Karakteristike Ottovog ciklusa
    Efikasnost realnog benzinskog motora:
    Detonacija (predpaljenje)
A

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.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q
  1. Dizelov ciklus (nacrtati i detaljno objasniti)

Karakterisitke ovog ciklusa

A

Udarni takt
Kompresijski takt
r =15-20- mnogo veći od benzinskog motora. Efikasnost veća 0,65-0,7–

17
Q
  1. Poređenje Dizelovog motora i Ottovog motora
A

Poređenje
Dizel
- Rad koji se obavlja u ovom ciklusu je veći nego u Otto ciklusu

Otto

  • Brzo sagorijevanje goriva
  • promjenu snage i brze promjena brzine.
  • Gorivo je zapaljivo na sobnoj temperaturi, a motor radi pri znatno nižim omjerama kompresije u odnosu na Dizel ciklus, omogućujući lakše i manje složene motore.
18
Q
  1. Hladnjak

Koefcijent hladenja

A

Hladnjak – toplotna mašina koja radi u suprotnom smjeru
Hladnjak uzima toplinu od hladnog spremnika (unutrašnjosti hladnjaka) i predaje ju toplom spremniku (okolini)
Toplotna mašina vrši rad –predaje rad
Hladnjaku je potrebno predati rad
Za hladnjk Qc je pozitivno ali W i QH je negativno,

K = QC/W = QC/(QH - QC)
K = Ht/Pt = H/P

K - stepen izmjene topline, H - toplina regiona koji se hladi, P - ulazna snaga

19
Q
    1. zakon TD
A

U nekom cikličnom procesu uvijek možemo sav rad prevesti u toplotu ali svu toplotu ne možemo prevesti u rad - dakle sa 100% stepenom efikasnosti.

Nemoguć prepetuum mobile druge vrste. tj. nije moguće dobiti korisni mehanički rad uz samo jedan toplinski spremnik. (Kelvin-Plankova formulacija 2. zakona termodinamike)

Reformulacija : Nemoguć je proces koji bi rezultirao prenosom topline od hladnijeg ka toplijem tijelu (Clasijusova formulacija)

20
Q
  1. Carnoov ciklus
A

Carnotov toplinski stroj je najefikasniji termodinamički sistem u smislu pretvaranja topline u mehanički rad. U Carnotov kružnom procesu idealni plin se preko dva izotermna i adijabtska procesa vraća u početno stanje.

21
Q
  1. Koraci Carnoovog ciklusa (objasniti, nacrati i formule napisati)
A

Koraci Carnotovog ciklusa:

  1. Izotermna ekspanzija gasa na tempertauri TH –apsorpcija topline QH –(ab)
  2. Adijabatska ekspanzija –temperatura opada do TC –(bc)
  3. Izotermna kompresija na TC– otpuštanje topline QC (cd)
  4. Adijabatska kompresija do konačnog početnog stanja na temperaturi TH (da).
22
Q
  1. Efikasnost Carnoovog ciklusa
A
23
Q
  1. Entropija, izvesti formulu za entropiju
A
  1. zakon termodinamike → uveo koncept temperature
    I. zakon termodinamike → uveo koncept unutarnje energije
    II. zakon termodinamike → uveo koncept entropije

Dakle entropija je vezana za usmjerenošću prirodnih procesa.
Entropija = kvantitativna mjera nereda

dQ = dW = pdV = (nRT/V) * dV ==> dV/V = dQ/nRT

dS = dQ/T

Dakle Q/T je odgovarajuća karakteristika povećanja u slučajnosti ili nereda kada toplota ulazi u sistem.

24
Q
  1. Entropija reverzibilnih procesa

Promjena entpropije od početnog stanja 1 do konačnog stanja 2 je

A

delta S = integral od stanja 1 do stanja 2 (dQ/T) –> funkcija stanja

delta S = S2 - S1

25
Q
  1. Promjena entropije u jednom ciklusu Karnoovog procesa
A
26
Q
  1. Ukupna promjena entropije u svakom reverzibilnom kruznom procesu
A

Sr = integral dQ/T = 0

27
Q
  1. Entropija kod ireverzibilnih procesa

Promjena entropije u slučaju ireverzibilnih procesa

A

(Q1 + Q2) / Q1 < (T1 - T2) / T1
Q1/T1 + Q2/T2 < 0 (Za Q2 uzeti negativno)

integral dQ/T < 0

dS >= dQ/T