Download
1 / 17
180 likes | 448 Vues
TEHNI ^ KA TERMODINAMIKA. Re~ termodinamika u svom izvornom zna~enju predstavlja nauku o energiji. Naziv poti~e od starogr~kih re~i therme - toplota i dynamics – onaj koji poti~e od sile, {to je nekada ozna~avalo energiju.
E N D
TEHNI^KA TERMODINAMIKA • Re~ termodinamika u svom izvornom zna~enju predstavlja nauku o energiji. Naziv poti~e od starogr~kih re~i therme - toplota i dynamics – onaj koji poti~e od sile, {to je nekada ozna~avalo energiju. • Tehni~ka termodinamika opisuje i prou~ava procese uzajamnog pretvaranja toplote, kao i toplotne u mehani~ku energiju i obratno, i predstavlja osnov za razumevanje rada: toplotnih ma{ina i uredjaja (parnih kotlova i turbina, SUS motora, industrijskih pe}i, su{ara, sistema daljinskog grejanja i sl.), rashladnih i klima uredjaja, procesa prostiranja toplote i sl.
- Radno telo u termodinamici • Radno telo u termodinamici je medijum koji obavlja termodinami~ki proces. To mo`e biti: idealan gas, vodena para, vla`an vazduh ili komprimovan vazduh. • - Pojam idealnog gasa • Idealni gas predstavlja gas ~iji se molekuli haoti~no kre}u i imaju oblik pravilnih loptica beskona~no malog pre~nika, ali kona~ne mase. Medju molekulima (sem u momentima sudara) vladaju beskona~no male sile. Neki realni gasovi pri niskim pritiscima i visokim temperaturama se pona{aju pribli`no idealnom gasu ~ime je njegovo uvodjenje opravdano. • U prakti~nom smislu to je gas ~ije je stanje daleko od stanja zasi}enja.
Oblici jedna~ine stanja idealnog gasa • Jedna~ina stanja idealnog gasa glasi: • pV = mRT ............ (1) • R - gasna konstanta koja zavisi od vrste gasa i predstavlja rad koji izvr{i 1 kg gasa kad mu se temperatura promeni za 1 K pri konstantnom pritisku ( R = pV/mT (J/kgK)). Deljenjem jedna~ine sa (1) sa masom "m" dobijamo: • pv = RT ........... (2) • Ako se jedna~ina (2) pomno`i molarnom masom M (kg / kmol ) dobijamo: • pVM = MRT = Ru· T / n • pV = n·Ru·T ………(3) • n = m/M - br. molova • gde je: VM = v· M - zapremina jednog kmola VM = 22,4 m3/kmol = 22,4 dm3/mol • Ru = M· R - univerzalna gasna konstanta, Ru = 8 314 J/kmolK = 8,314 J/molK • Prema jedn. (2) mo`e se napisati: • p = RT • gde je: • (m 3/kg) - gustina gasa
- Entalpija • Entalpija ( I ) je veli~ina stanja i predstavlja termodinami~ki potencijal koji se sastoji iz termi~kog potencijala (U) i spolja{njeg mehani~kog potencijala (pV), izra`enog preko veli~ine stanja materije: • I = U + pV ( J ) • Nalazi veliku primenu kod vodene pare i pri analizi strujnih procesa. • - Entropija • Entropija (S) je veli~ina stanja koja povezuje apsolutnu temperaturu (T), takodje veli~inu stanja, sa toplotom (Q) koja se odvodi ili dovodi izmedju dva stanja preko izraza: • Q = ƒ T dS • Kada S raste imamo dovodjene toplote, a kada opada odvodjenje. • Primenu nalazi kod formulacije Drugog zakona termodinamike i vodene pare.
- Prvi zakon termodinamike • Predstavlja oblik op{teg zakona o odr`anju energije koji je primenjen na toplotne promene stanja. • Najop{tija matemati~ka formulacija glasi: • Q 12 = U + L 12 • gde je: • U = U 2 - U 1 - promena unutra{nje energije izmedju stanja 1 i 2. • Q12 - dovedena (odvedena) toplota radnom telu izmedju stanja 1 i 2. • L12 - izvr{en (ulo`en) zapreminski rad izmedju stanja 1 i 2. • Dakle, jedan deo dovedene koli~ine toplote tro{i se na promenu unutra{nje energije radnog tela a drugi na vr{enje rada. Da bi se toplota odvela od tela potrebno je ulo`iti rad. • - Drugi zakon termodinamike • O uslovima koji moraju biti zadovoljeni pri transformaciji toplotne energije u rad govori drugi zakon termodinamike. • Na~elna formulaciija je da su svi termi~ki procesi nepovratni. Samim tim promena entropije ( S) adijabatski (toplotno) izolovanog sistema koga sa}injavaju: radno telo, toplotni izvor (zagreja~) i toplotni ponor (hladnjak) ne mo`e biti negativna. • Ekvivalentna formulacija bila bi da toplota ne mo`e spontano prelaziti sa hladnijeg na toplije telo bez ulaganja rada ili drugih kompenzacija u sistemu. Takodje, sva toplota izvora ne mo`e se pretvoriti u mehani~ki rad.
