Termodynamik Flashcards

(111 cards)

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
Vad menas med ett öppet system?
Massutbyte med omgivningen
25
Vad menas med ett slutet system?
Inget massutbyte med omgivningen Tillstånds- och processstorheter kan ändras över tiden Reversibelt kvasistatisk tillståndsförändring
26
Vad menas med ett adiabatiskt system?
Inget värmeutbyte med omgivningen
27
Vad menas med ett isolerat system?
Inget mass-, värme- eller abetsutbyte
28
Vad menas med ett öppet stationärt system?
Tillstånds och processstorheter konstanta över tiden Endast tekniskt arbete möjligt Ackumuleringen är = 0 (in=ut)
29
Vad gör en turbin?
Omvandlar energi från ett flöde till arbete
30
Vad gör en värmeväxlare?
Överför värme från ett flöde till ett annat, eller tvärt om dvs kyler ett flöde.
31
Hur lyder Gibbs fasregel?
F=K-P+2
32
Vad innebär ett öppet instationärt system? (Stillastående)
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
33
Vilken tillståndsförändring används på strypventiler?
Isentalpiska
34
Vad betyder kvasistatiskt?
En process som sker oändligt långsamt så att varje tillstånd på vägen är ett jämviktstillstånd. En sådan process är reversibel
35
Vad är en kvastistatisk adiabatisk process?
Inget värmeutbyte med omgivningen vilket leder till en optimal process. OMÖJLIGT att uppnå i praktiken
36
Vilka är enheterna för Temperatur, Tryck, Volymitet, specifik entalpi, specifik entropi, specifik inre energi
T K p Pa v m3/kg h J/kg s J/kgK u J/kg
37
Hur lyder Gibbs fasregel
F=K-P+2 F=antal frihetsgrader K=antal närvarande komponente P=antal faser
38
Vad är skillnaden på cv och cp?
Specifik värmekapacitet V - konstant volym P - konstant tryck
39
Vad beror Cv av
Temperatur och volymitet Men för ideal gas är den oberoende av volymitet
40
Vad beror Cp av?
Temperatur och Tryck Men vid ideal gas är den oberoende av volymitet
41
Hur lyder allmänna gaslagen?
pv=RT pV=mRT pV=nR(M)T
42
Vad är värdet på R(M)?
8314,3 J/kmolK
44
Hur får du fram värdet på R som är material beroende?
R=R(M)/M
45
Vad är formen för kapa?
kapa=cp/cv
46
Hur är förhållandet mellan cv och cp om du vill få farm R?
Cp-Cv=R
47
Vilket håll går processen i en värmemotor?
Medurs
48
Vad betyder isokoriskt?
Konstant volym
49
Vad betyder isobarisk?
konstant volym
50
Vad betyder isotermisk?
Konstant temperatur
51
Vad betyder isentropisk?
konstant entropi dq=0
52
Vad är samma ord för isentropisk?
Reversibel adiabatisk
53
Vad betyder polytropisk?
Generalliserad förändring som kan innehålla samtliga ovan
54
Vilket håll går processen i en värmepump?
Moturs
55
vad är den termiskaverkningsgraden?
etaT=Nyttigt arbete / Tillförd energi = E/Q1=epsilonc/q1
56
Värmefaktor (värmepump)?
COP1=Nyttig värme/Tillfört Arbete=Q1/IEI=q1/IepsiloncI
57
Köldfaktorn(Kylanläggning)?
COP2=Kyleffekt/Tillfört Arbete=Q2/IEI=q2/IepsiloncI
58
Beskriv ottocykeln
a-b kompression, isentropisk b-c Värme tillförsel, isokorisk (Förbränning) c-d Expansion, isentropisk (arbetsfas) d-a Kylning, isokorisk (utblås + insug)
59
Vad är den termiskaverkningsgraden?
60
Beskriv Carnot cykeln med ett Ts diagram
En principiellt viktig cykel – mest effektiva cykeln mellan två temperaturer
61
Beskriv carnotcykeln med ett pv diagram
62
Vad är Carnotverkningsgraden?
ηtCc/q1=T1-T2/T1 där εc=q1-q2
63
Vad innebär andra huvudsatsen?
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
Hur fungerar en värme maskin?
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
Vad kallas det när arbetsmediet transporteras runt i ett slutet system?
Kretsprocess
66
Vad händer om man har en hög entropi?
Det leder till att mycket värme måsta avgå vid den lägre temperaturen (dvs dålig verkningsgrad) vid arbete
67
Vad händer med entropin i ett isolerat system?
Den ökar alltid
68
vad är specifikt för en reversibel process?
Delta\_s = 0 Kvasistatiskt Jämvikt (tex Temp)
69
hur beräknar man entropin för fasta kroppar och vätskor?
s2-s1 = c ln(T2 / T1)
70
hur beräknar man entropin för smältning och förångning vid konstant T?
Δssmält =l/Tsmält Δsförång =r/Tkok
71
Vad är irreversibilitet
Arbetsförlust tex Friktion, strömningsförluster, blandningsförlopp Temperaturdifferenser
72
Den termiska verkningsgraden för varje reversibel kretsprocess är den samma som för den reversibla Carnotcykeln om båda arbetar mellan samma temperaturer, sant eller falskt?
sant
73
Varje irreversibel kretsprocess måste ha en högre termisk verkningsgrad än den reversibla Carnotcykeln om båda vid lika temperatur
falskt, lägre
74
Vad händer med entropin om värme bortförs?
då minskar etropin
75
Vad händer med entropin om värme tillförs?
Entropin ökar
76
Hur ser den ideala cykeln ut för en Otto motor
77
Hur ser den ideala cykeln ut för en Diesel motor ut?
78
Hur ser den ideala cykeln ut för en Joule/Brayton motor ut?
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
Hur ser den ideala cykeln ut för en Ericsson motor ut?
80
Hur ser den ideala cykeln ut för en Sterling motor ut?
81
vad är den isentropiska verkningsgraden för en turbin?
82
vad är den isentropiska verkningsgraden för en kompressor?
83
När används Joule/Brayton cykeln?
Till gasturbiner, Flygplan(Turboprop, Jet motorer), kraftverk
84
Vad är för och nackdelarna med Joule/brayton cykeln?
+ Större effekt än motsvarande förbränningsmotor Driftsäker behöver mindre underhåll - dyrare att tillverka reagerar långsamt på laständringar ställer höga krav på bränslets kvalitet
85
vilken/vilka fas/er har arbetsmediet i Joule/Brayton cykeln?
Gasfas i hela arbetscykeln
86
Vad skiljer sig mellan en gasturbin vid elkraftproduktion mot en ångkraftcykel?
Gasturbinen arbetar med lägre tryck och högra max temperatur
87
Vilka standardantaganden kan du göra vid analys av gasturbiner?
* 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
Hur ser Joule/braytoncykeln ut med öppen och sluten gasturbin?
89
Hur fungerar Ericssoncykeln?
a-b kompression isoterm (idealt) b-c värmetillförsel, isobarisk (förbränning) c-d Expansion, isoterm( idealt) arbetsfas d-a Kylning, isobarisk (värmeväxlare, utblås+insug)
90
hur fungerar stirling cykeln?
a-b _Kompression_, isoterm (idealt) b-c värme tillförsel isokorisk _förbränning_ c-d _Expansion_, isoterm (ideal) arbetsfas d-a _Kylning_, isokorisk
91
Vad är för och nackdelar med sterlingmotorn?
+ kan använda olika värmekällor (sol, förbränning) Vibrationsfri tyst hög verkningsgrad - svårt att reglera dyr
92
Vilka antaganden kan du göra vid inre förbränning som har inverkan på resultatet?
– Luften är idela gas med konstant värmekapacitet och massa genom cykeln – Förbränningsprocessen anses ekvivalent med en extern värmetillförsel. – Cykeln anses sluten – Internt reversibel
93
Hur fungerar ottocykeln?
a-b kompression isentropisk b-c värmetillförsel isokorisk (förbränning) c-d Expansion, isentropisk (arbetsfas) d-a Kylning, isokor (utblås + insug)
94
Hur fungerar dieselmotorn?
a-b kompression isentropisk b-c värmetillförsel isobar (förbränning) c-d Expansion, isentropisk (arbetsfas) d-a Kylning, isokor (utblås + insug)
95
Vad kan du bestämma ur ett sT diagram?
qr du som areor dh Fasövergångarna
96
Vad är ett annatnamn för Mollier-diagram?
hs-diagram
97
Om du höjer trycket hur påverkas kokpunkten?
Högre kokpunkt
98
Hur markeras mätningstillstånd nedregränskurva?
' precis börjat koka, precis kondenserat klart
99
Hur markeras mätningstillstånd övregränskurva?
'' precis kokat klart, precis börjar kondensera
100
Vad är en underkyld vätska?
Allt ämne i vätskefas och vid en temperatur lägre än mättnadstemperatur
101
Vad är en mättad vätska?
Vätska med tillstånd exakt på nedre gränskurvan (’)
102
Vad är fuktig ånga?
Blandning mellan mättad ånga och vätska vid kokpunkten
103
Mättad ånga
Ånga med tillstånd exakt på övre gränskurvan (’’)
104
vad är ånga?
Tillstånd nära övre gränskurvan
105
Vad är överhettad ånga?
Allt ämne i gas fas och vid en temperatur högre än mättnadstemperaturen
106
Vad har högst inre energi, vatten eller ånga?
ånga
107
Vad är den kritiska punkten K?
Övre och nedre gränskurvan möts och det är ingen skillnad gas eller vätska Detta kan betraktas som en egen fas – överkritiskt tillstånd
108
Vad är det som är bestämt i den kritiska punkten?
I kritiska punkten är tillståndet bestämt – Kritiska temperaturen Tk – Kritiska trycket pk – Kritiska volymiteten vk
109
Vad heter det när ett fast ämne över går direkt till att bli gas?
Sublimation
110
Vad är trippelpunkten, tr?
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
Vilken färg är finast?
Brun