teori

Question 1

Vad innebär 1:a huvudsatsen?

Answer 1

Energi kan ej tillverkas eller förstöras. Den kan bara omvandlas till olika former av energi.

Question 2

Vad innebär 2:a huvudsatsen?

Answer 2

Det är omöjligt att genomföra en process vars enda resultat är att värme strömmar från ett kallare medium till ett varmare medium.

Question 3

Vad visar den termiska verkningsgraden?

Answer 3

n=önskat/offrat Den visar kvoten av den teoretiska effekten dividerat på den praktiska effekten. Den visar hur effektiv en cykel är.

Question 4

Vad är skillnaden mellan ett slutet och ett öppet system?

Answer 4

I ett slutet system sker ingen massöverföring över systemets gränser.

Question 5

Vad visar isentropverkningsgraden?

Answer 5

nturbin=Wverkligt/Wisentropiskt n kompressor=W isentropiskt/W verkligt Den visar kvoten på om entalpin skulle vara isentropisk, dvs. entropin är konstant (ideal process), och den verkliga entalpin. n t=(h 1-h 2)/(h 1-h 2s) n k=(h 2s-h 1)/(h 2-h 1)

Question 6

Kan entropiproduktionen vara mindre än 0? Vad visar entropin?

Answer 6

Nej, det är omöjligt. Entropin skapas av irreversibiliteter, som värmeförlust i systemet eller genom friktion. σ=0 –> ideal process, dvs. det sker inga irreversibiliteter. Entropin är ett mått på oordningen i ett system. Det är förlorad energi.

Question 7

Vad är en polytropisk process?

Answer 7

pVn=konstant

Question 8

Vad gör termodynamiska cykler?

Answer 8

En termodynamisk cykel är en sekvens av processer som börjar och slutar i samma tillstånd. Cykler som repeterar sig spelar en viktig roll inom många områden. ånga som förs igenom en kraftverk för att alstra elektricitet är en cykel.

Question 9

Vad är syftet med en kraftcykel? Vad är de bra till?

Answer 9

Syftet med en kraftcykel är att producera arbete. 2:a huvudsatsen, energin går från varmt område till kallt område. Ex. brännkammare eller panna vars Q går genom ett system till en sjö eller ett kyltorn som produkt skapas W.

Question 10

Vad är syftet med en kylmaskin? Vad försöker vi åstadkomma?

Answer 10

Vad är syftet med en kylmaskin? Vad försöker vi åstadkomma?

Question 11

Ge exempel på en kylmaskin.

Answer 11

Ett kylskåp.

Question 12

Hur definieras den termiska verkningsgraden för en kylmaskin?

Answer 12

β=önskat/offrat=värme in/arbete=Qin/Wcykel

Question 13

Vad är syftet med en värmepump?

Answer 13

Överföra värme från ett kallt område till ett varmt. Vilket kräver energi i from av arbete.

Question 14

Ge exempel på användningsområden för en värmepump.

Answer 14

Vid exempelvis hushåll med bergvärme används en värmepump.

Question 15

Hur definieras den termiska verkningsgraden för en värmepump?

Answer 15

γ=önskat/offrat=Värme ut/arbete=Qut/Wcykel

Question 16

Vad är skillnaden mellan en värmepump och en kylmaskin?

Answer 16

Värmepump används för uppvärming medan en kylmaskin används för kylning.

Question 17

Vilka är vanliga antaganden vid energibalans i ett öppet system?

Answer 17

Stationärt tillstånd: dE/dt=0 dvs energin ändras inte med tiden och min=mut ΔPE=ΔKE=0

Question 18

Visa energibalans över ett slutet system.

Answer 18

ΔE=Q-W ΔKE+ΔPE+ΔU=Q-W

Question 19

Visa energibalans över ett öppet system.

Answer 19

dE/dt=Q-W+∑inflödemin(uin+pinvin+V2in/2+gzin)-∑utflödemut(u+putvut+V2ut/2+gzut) u+pv=h(entalpi) m in(V2/2 +gz in)-m ut(V2/2+gz ut) = 0, det är KE och PE.

Question 20

Energibalans över en termodynamisk cykel?

Answer 20

ΔEcykel=Qcykel-Wcykel=0 Q cykel=W cykel

Question 21

Beteckna följande begrepp: Isoterm Isobar Isometrisk Isentropisk Isnetalpisk

Answer 21

Isoterm: T= konstant Isobar: p=konstant Isometrisk: V=konstant Isentropisk: inga förluster, σ=konstant Isentalpisk: h=konstant

Question 22

Rita en arbetsproducerande ångcarnotcykel i ett TS resp. pv-diagram
Markera arean i TS-diagrammet som motsvarar Qin resp. Qut
Sätt upp ett uttryck för Wcykel som funktion av Qin och Qut
Visa att den termiska verkningsgraden går att skriva som funktion av enbart temperaturer

Answer 22

Se bild carnotcykel. W cykel=Q in-Q ut η=1-T c/T H Om kvoten ökar i T c/T H blir verkningsgraden sämre.

Question 23

Visa EB för följande delsystem:
Förångare
Kompressor
Kondensor
Expansionsventil
Visa EB för kylfaktor och värmefaktor

Answer 23

Förångare: Qin/m=h1-h4 Kompressor: W c/m=h 2-h 1 Kondensor: Q ut/m=h 2-h 3 Expansionsventil: h 4=h 3 Kylfaktor: COPβ=(Q in/m)/(W c/m)=(h 1-h 4)/(h 2-h 1) Värmefaktor: COPΥ=(Q ut/m)/(W c/m)=(h 3-h 2)/(h 2-h 1)

Question 24

Vad är formeln för kompressibilitetsfaktorn? Vad används den för?

Answer 24

Z=pV/RT Faktron används för att bestämma om man kan en gas är ideal, dvs. Z=1.

Question 25

Formel för arbete hos en ideal gas, ånga eller vätska. Vad för formel kan användas endast för ideal gas?

Answer 25

V2∫V1pdV=(p2V2-p1V1)/1-n om n≠1 V2∫ V1pdV=p 1V 1ln(V 2/V 1) om n=1 Endast ideal gas: T 2/T 1=(p 2/p 1)^(n-1)/n=(V 1/V 2)^(n-1)n V2∫ V1pdV=mR(T 2-T 1)/(1-n) om n≠1 V2∫ V1pdV=mRTln(V 2/V 1) om n=1

Question 26

EB vid stationärt tillstånd.

Answer 26

m(hut-hin)=Q-W

Question 27

Förklara termodynamikens 2:a huvudsats.

Answer 27

Värme kan ej av sig självt övergå från en kallare kopp kaffe till en varmare kopp.

Question 28

Vad är verkningsgraden för en kylmaskin resp. värmepump?

Answer 28

Kylmaskin: β=Q in/W cykel=Q in/(Q ut-Q in) β max=T c/(T H-T c) Värmepump: γ=Q ut/W cykel=Q ut/(Q ut- Qin) γmax=TH/(TH-Tc)

Question 29

Hur beräknas verkningsgraden för en kombicykel (Gasturbin och ångcykel)?

Answer 29

η=(Wgas+Wånga)/Qin

Question 30

I TS-diagrammet (skrivbordet diag. T1) finns det två vägar inritade, alt. A och alt. B för att ändra ett arbetsmediums tillstånd i pkt Start till pkt Slut. Beskriv för båda vägar vilka processer som används för att arbetsmediet från Start till Slut. Beskriv termerna.

Answer 30

Väg A: Isentropisk expansion. Väg B: Isobar värmeavgivning i de överhettade området då temp. sjunker. Sedan fortsätter det med en isobar och en isoterm värmeavgivning i tvåfasområdet där ångan kondenserar. Därefter följer en isobar värmeavgivningen i vätskeområdet. Sedan följer en isentropisk expansion. Till sist är det en isobar och isoterm värmeupptagning fram till Slut punkten. .

Question 31

T1, vilken av vägarna kommer att ge störst energiändring hos arbetsmediet räknat över hela vägen från Start till Slut. Processerna är reversibla.

Answer 31

Då processen är reversibel så kommer energiändringen vara densamma för båda vägarna. Energiändringen för reversibel process är endast beroende av tillståndet i start punkt och slut punkten därmed oberoende av vägen dit.

Question 32

Vilken av vägarna ger mest producerat arbete? Vilken av vägarna ger mest producerat värme?

Answer 32

Arean under tillståndsförändringen är det värmeutbyte som sker resulterar det i att väg A, som då inte har något värmeutbyte alls, producerar mest arbete. Väg B producerar mest värme som en konsekvens av föregående svar.

Question 33

Anta att man känner entalpin och temperaturen för en kokvarm, dvs mättad, vätska och dessutom entalpin för den mättade ångan som man skulle få då vätskan är förångad. Vad blir uttrycket för entropiändringen?

Answer 33

Tds=dh-vdp Då förångningen sker vi konstant tryck, dp=0 Tds=dh, efter integration: Δs=(h 2-h 1)/T förångning (T för. är konstant alltså lika med T 1 och T 2)