Tentamen 1, teoridel

Question 1

Förklara System

Answer 1

En eller flera saker/områden som tillsammans utgör grunden för det som undersökts. Det som sker i system är saker som beräknas, allt annat är omgivningen, om något utanför systemet påverkar det som händer i det är det ett randvillkor.
• Gasen i kolven i en motor
• Allt innanför väggarna (”klimatskalet”) i ett hus.
• En stad.

Question 2

Förklara randvillkor

Answer 2

Det som sker på gränsen till ett system, t.ex. hur mycket av en fluid som flödar in/ut ur det över systemgränsen. Randvillkor kan även vara krav som ska uppfyllas, t.ex. att en viss mängd el ska produceras. Randvillkor är det som sätter gränserna (villkoren) för vad som är en giltig lösning. Randvillkor blir viktigare senare i ingenjörsutbildningar när det inte längre finns en giltig lösning utan flera.

Question 3

Förklara slutet/stängt system

Answer 3

Ett system som inte har någon masstransport över systemgränsen (kan fortfarande ha en energitransport av värme och arbete).

Question 4

Förklara öppet system

Answer 4

Ett system som kan ha en masstransport över systemgränsen.

Question 5

Förklara statiskt system

Answer 5

Ett system som inte förändras över tid.

Question 6

Förklara dynamiska system

Answer 6

Ett system som förändras över tid.

Question 7

Beskriv kvasi-statiskt system

Answer 7

Ett system som förändras över tid men där förändringarna antas ske momentant. Det här är den vanligaste typen av system som vi räknar på inte bara termodynamiken utan i nästan allt ingenjörsmässigt beräkningsarbete. Vi räknar på vad som händer innan och efter förändringen.

• Vi räknar på hur systemet ser ut innan och efter en kolv har flyttat på sig (men inte under själva förflyttningen).
• Vi räknar på vilket tillstånd vatten har innan och efter en pump (men inte vad som händer i själva pumpen).

Question 8

Beskriv den första lagen

Answer 8

Energi kan inte förstöras eller skapas, bara omvandlas. Kan nästan alltid appliceras på massa också (mass- och energikonservering).

Question 9

Beskriv den andra lagen

Answer 9

Energi kan bara förändras eller försämras, aldrig förbättras. Entropin kan bara vara oförändrad eller öka (kap 7).

Question 10

Beskriv den nollte lagen

Answer 10

Två kroppar är i termisk jämnvikt även om dom inte är i kontakt med varandra om dom har samma temperatur.

Question 11

Beskriv ett adiabatiskt system

Answer 11

Helt isolerad, ingen värmeöverföring över systemgränsen.
• Nära besläktat med ”slutet system”. Om ett system är både stängt och adiabatiskt kan BARA mekanisk energi passera systemgränsen.

Question 12

Beskriv referensvärde

Answer 12

En grundnivå eller utgångspunkt. Ofta arbetar vi med förändringar och då spelar det inte så stor roll vad vi sätter som ”0”.

• ex så arbetar vi ofta med entalpi hos vatten och säger att vattnet har 0 [kJ/kg] vid 0 C. Tekniskt sätt finns det både latent inre energi och mekanisk energi hos is som är 0 C (273 K), men då is är en solid kan vi generellt inte göra samma saker med den som vi gör med vatten och därigenom finns det oftast ingen för oss ”användbar” energi i is. Om vi omvänt räknar på isen som en solid som varierar mellan olika tillstånd vill vi antagligen sätta referensvärdet h=0 vid 0 K istället.

Question 13

Förklara energibalans

Answer 13

En uppställning där det ska vara lika mycket energi in som ut ur ett system

Question 14

Beskriv ett intensiva egenskaper

Answer 14

Är oberoende av hur mycket massa som finns i systemet (t.ex. Temperatur, tryck och densitet).

Question 15

Beskriv extensiva egenskaper

Answer 15

Är beroende av hur mycket massa som finns i systemet (t.ex. total värmeenergi och volym).

Question 16

Beskriv densitet (Rå)

Answer 16

Hur mycket massa som finns i en volym [kg/m3].

Question 17

Beskriv specifik volym (V)

Answer 17

Hur stor volym som en massa tar upp [m3/kg].

Question 18

Beskriv specifik gravitation (SG)

Answer 18

Ett materials densitet i förhållande till vattens densitet. [(kg/m3)/(kgv/m3).

Question 19

Beskriv intern energi (U)

Answer 19

Hur mycket atomer och molekyler rör på sig (eller vibrerar) samt deras potentiella energi.

Question 20

Beskriv arbete (W)

Answer 20

Hur mycket mekanisk kraft som volym utsätts för (oftast kopplat till tryck, Pv) [kJ].

Question 21

Beskriv värmeenergi (Q)

Answer 21

Den energi som flyttar sig mellan två volymer på grund av en temperaturskillnad. [J] obs! Ofta [kJ].

Question 22

Beskriv total energi (E)

Answer 22

Den totala summan av all (relevant) energi vid en given punkt [J].

Question 23

Beskriv temperatur (T)

Answer 23

Hur mycket värmeenergi som finns i material justerat för hur bra det är på att hålla värmeenergi (dess värmekapacitet). [K] eller [degC]

Question 24

Beskriv värmekapacitet (C)

Answer 24

Hur bra ett material är på att hålla värmeenergi. [kJ/(kg*C)] obs! ibland J istället kJ och ibland Kelvin istället för Celsius.

Question 25

Beskriv entalpi (H)

Answer 25

Den totala mängden intern energi och arbete (u+Pv) [kJ/kg].

Question 26

Beskriv entropi (S)

Answer 26

Ett statistiskt mått på hur mycket vi inte vet om materialets energitillstånd [kJ/kg*K].

Vi behöver egentligen inte förstå vad entropi ”är” då den egentligen inte ”finns”, det räcker med att konstatera att den bara kan vara konstant eller öka (aldrig minska, men vi kan dumpa ut den utanför systemet och göra den till någon annans problem) och att entropi är löst kopplat till hur mycket värmeenergi som finns i förhållande till temperaturen. Obs S är INTE C även om de har samma enhet (helt olika värden). (Kap 7)