Z ÁKLADNÍ TERMODYNAMICKÉ VELIČINY

1. VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ - ENERGETICKÝ ÚSTAV ODBOR TERMOMECHANIKY A TECHNIKY PROSTŘEDÍ ZÁKLADNÍ TERMODYNAMICKÉVELIČINY doc. Ing. Josef ŠTETINA, Ph.D. Předmět 3. ročníku BS http://ottp.fme.vutbr.cz/sat/ 22. 9.2010 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 . . . 18

2. ZAJÍMAVÉ ŘEŠENÉ APLIKACE Experimentální metody v technice prostředí – předmět 1. ročníku NMS 2. Upravené vydání 2007 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 . . . 18

3. ZAJÍMAVÉ ŘEŠENÉ APLIKACE Zkušebna v Škoda auto Kontaktní Bezkontaktní 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 . . . 18

4. ZAJÍMAVÉ ŘEŠENÉ APLIKACE Sluneční penzión Svitavy – monitorování solárního skleníku pro ohřev vzduch Přesnost u laboratorních měření je až 0,2 K 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 . . . 18

5. ZAJÍMAVÉ ŘEŠENÉ APLIKACE Nízkoenergetický dům Energetického ústavu – monitorování a řízení prostředí 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 . . . 18

6. ZAJÍMAVÉ ŘEŠENÉ APLIKACE Použití datalogerůTesto pro posouzení oken • měření vnitřní teploty a vlhkosti • měření vnitřní povrchové teploty skla 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 . . . 18

7. ZAJÍMAVÉ ŘEŠENÉ APLIKACE Ekodům Podolí u Brna – Monitorování činnosti vzduchových kolektorů Rozdíl teplot- vstup-výstup Solární záření 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 . . . 18

8. ZAJÍMAVÉ ŘEŠENÉ APLIKACE Solární záření stěna sklo Výstupní vzduch Vstupní vzduch 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 . . . 18

9. TERMODYNAMIKA PLYNŮ • Pracovní látka • Ideální plyn • Realný plyn - zjednodušený výpočet • - přesný výpočet • Páry Směsi plynů Směsi plynů a par Extenzivní a intenzivní veličiny Extenzivní veličiny Intenzivní veličiny 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 . . . 18

10. ZÁKLADNÍ TERMODYNAMICKÉ VELIČINY • Určující stavové veličiny • Teplota(stavová veličina posuzovaná s ohledem na schopnost jímat teplo) • Tlak(definována jako síla působící ve směru normály na jednotku plochy) • Měrný objem(objem homogenní látky mající hmotnost 1 kg) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 . . . 18

11. TEPLOTA T [K] = 273,15+t[°C] t [°C] V termodynamicepoužíváme pouze teplotu označovanou T v Kelvinech t[°C]=5/9.(t[F]-32) 1 . . . 10 11 12 13 14 15 16 17 18

12. 0. ZÁKON TERMODYNAMIKY Jestliže, dva systémy (A a B) jsou v tepelné rovnováze s třetím systémem (C) [ A a C jsou v tepelné rovnováze; B a C jsou v tepelné rovnováze ] tak jsou v tepelné rovnováze i systémy A a B. TA= TC TB = TC TA = TB Základní princip všech měření teplot 1 . . . 10 11 12 13 14 15 16 17 18

13. MĚŘENÍ TEPLOTY Kontaktní Bezkontaktní • Teplotní senzor (čidlo, snímače) • Dotykové teploměry • Folie s tekutými krystaly • Tužky • Nálepky • Nátěry • Radiační teploměry (pyrometry jasové, pásmové, na celkové záření) • Termovizní kamery Teplotní senzor převádí teplotu (fyzikální veličina) na elektricky měřitelnou veličinu a mohou pracovat na principu změny elektrického odporu, změny termoelektrických napětí, nebo změny frekvence krystalu. 1 . . . 10 11 12 13 14 15 16 17 18

14. TLAK F [N] síla S [m2]plocha p [Pa]tlak Do všech vztahů v termodynamice dosazujeme absolutní tlak. (nikdy přetlak ani podtlak). Pokud v zadání příkladu není řečeno o jaký tlak se jedná předpokládáme, že se jedná o absolutní tlak. Přednostně používáme kPa. pa = pb - |ppod| pa = pb + ppř 1 . . . 10 11 12 13 14 15 16 17 18

15. MĚŘENÍ TLAKU 1 bar =105 Pa=1000 hPa=100 kPa=0,1 MPa 1 atm =101325 Pa=101,325 kPa=1,01325 bar 1 kp/cm2=9,807 N/cm2=0,9807 bar = 0,9679 atm 1 atm = 14,696 psi 1 Pa=133,322mmHg=133,322Torr=9,806 65mmH2O • Přístroje pro měření tlaku: • přetlak – klasické manometry • barometrický tlak – barometry • podtlak – vakuometry • absolutní tlak • diferenční tlak Hydrostatický tlak - využití při měření 1 . . . 10 11 12 13 14 15 16 17 18

16. DYNAMICKÝ TLAK Pitotova trubice F18 Hornet 1 . . . 10 11 12 13 14 15 16 17 18

17. MĚRNÝ OBJEM Hustota (měrný objem) u plynů není konstanta a nehledá se v tabulkách. 1 . . . 10 11 12 13 14 15 16 17