IMG$03

Często stosowaną w praktyce jednostką ciśnienia jest 1 bar równy lPN/m- bliski wartością ciśnieniu 1 atmosfery technicznej (1 bar «=» *'1,02 at);

Zaletą międzynarodowego układu jednostek jest w zasadzie to, że we wzorach opisujących zjawiska fizyczne nie występują równoważniki (z reguły nie będące liczbami całkowitymi). Wzory takie noszą nazwę wzorów wielkościowych (np• Q = L).

Aby nadać uniwersalny charakter wzorów w tekście podręcznika zastosowano ich zapis w postaci wzorów wielkościowych. Jednak przy rozwiązywaniu przykładów liczbowych w technicznym układzie jednostek stosowano równoważniki odpowiednich wielkości aby człony wzorów były wymiarowo jednorodne.

3. Podstawowe pojęcia w termodynamice. Czynnik termodynamiczny. Czynnikiem termodynamicznym lub ciałem czynnym, nazywa się substancję biorącą udział w procesach wymiany masy i ciepła, albo pośredniczącą w procesach przekształcania ciepła na pracę, lub odwrotnie.

Czynnik, którym zajmuje się termodynamika i do którego stosują się poniżej wyprowadzane prawa i zależności fizyczne, musi podlegać pewnym kryteriom. Mianowicie czynnik termodynamiczny powinien być darem, które jest jednorodne i w którym nie występują naprężenia wewnętrzne. napięcie powierzchniowe oraz oddziaływanie pól zewnętrznych. Poza powyższymi warunkami rozpatrywany .czynnik termodynamiczny powinien być w równowadze, a jego skład chemiczny nie może ulegać zmianie w czasie zjawisk cieplnych przy zamianie ciepła na pracę.

Czynnikiem odpowiadającym tym warunkom i zastrzeżeniom jest np. gaz.

Należy zaznaczyć, że gaz jest parą, lub mieszaniną par pierwiastków, lub związków chemicznych mających niską temperaturę wrzenia, a zatem dałem odległym od stanu nasycenia.

Krytynne temperatury t* I ciśnienia pj,

Tablica 2

Ctato	»**c	W »*a	Cisło	/,*e	P* W
IM	-2*6	2,3	Erylrn	—79*5	53,7
Wadtr	-240	12,8	Bezwodnik węglowy	+31	72
Asm	—IłT	334	Amoniak	133	112
PMictue	-141	3?#	Bezwodnik siarkawy	, 157	78
Tl tuk R?SE	1 —139	MS	Alkohol	243	63
Tte	•■III	49.7	Benzol	288	47
Matm	| S m	4*4	Woda	374	223

n

Każdy gaz posiada pewną temperaturą zwaną krytyczną i pewne ciśnienie krytyczne. Powyżej temperatury krytycznej skroplenie gazu jest niemożliwe.

Parą można skroplić już przy małych zmianach temperatury 1 ciśnienia. Natomiast skroplenie wielu gazów jest trudne i na tym polega przede wszystkim uzasadnienie rozróżniania pomiędzy parą i gazem.

Układ termodynamiczny. Zjawiska termodynamiczne rozpatrujemy w pewnych układach. Układ termodynamiczny jest to część przestrzeni materialnej stanowiąca przedmiot rozważań, ograniczonej powierzchniami materialnymi lub abstrakcyjnymi.

Jeżeli przez powierzchnię ograniczającą przepływa substancja materialna, układ taki nosi nazwę układu otwartego, zaś układ zamknięty charakteryzuje się stałością substancji w rozpatrywanej przestrzeni.

Przykładami układu zamkniętego są: gaz znajdujący się w zamkniętym zbiorniku (ograniczenie materialne), lub wydzielona myślowo z dowolnej przestrzeni pewna objętość płynu zawierająca stale te same cząsteczki substancji (ograniczenie abstrakcyjne).

Przykładem układu otwartego będzie odcinek kontrolny rurociągu, przez który przepływa gaz.

Układ charakteryzują jego parametry.

Parametry układu termodynamicznego. Parametrami nazywa się wielkości określające stan układu, są one wielkościami obserwowalnymi lub mierzalnymi. Do typowych parametrów układów termodynamicznych zaliczyć należy: ciśnienie, temperaturę, energię wewnętrzną.

Stan układu. Stan układu jest jednoznacznie określony wartościami Wszystkich parametrów termodynamicznych. Określenie, że stany dwóch układów są identyczne oznacza, że wartości wszystkich parametrów termodynamicznych obu układów są jednakowe. Opisanie stanu układu nie zawsze wymaga znajomości wszystkich parametrów termodynamicznych. Wystarcza często Znajomość kilku parametrów dla jednoznacznego opisania stanu układu. Parametry te nazywa się parametrami niezależnymi, pozostałe uzupełniające zbiór —‘ parametrami zależnymi

Równowaga term odynamiczna. Stanem równowagi termodynamicznej nazywa się taki stan, który ustala się samorzutnie w czasie, w układzie odizolowanym od otoczenia i pozostaje niezmienny, jeżeli nie występują oddziaływania zewnętrzne. Dla zachowania równowagi termodynamicznej układ musi się znajdować w równowadze mechanicznej, chemicznej i termicznej, a ponadto nie występują oddziaływania energetyczne pomiędzy Układem a otoczeniem.

17

2 Podstawy techniki cieplnej