1. Co to jest sprawność termiczna silnika cieplnego i od czego ona zależy.

Silnik cieplny to maszyna, która pobiera ciepło Qd ze

źródła o temperaturze T1, wykonuje dodatnią pracę (co jest
jego zadaniem) i oddaje ciepło Qw do źródła o temperaturze
T2<T1 (np. do otoczenia).

Sprawność silnika cieplnego określa zdolność

przekazania energii w postaci ciepła doprowadzonego do
silnika na pracę w jednym cyklu. (tj. stosunek pracy
użytecznej do ciepła dostarczonego). Nawet przy idealnych
założeniach (tj. obieg Carnota sprawność będzie <1)

d

w

d

w

d

d

Q

Q

Q

Q

Q

Q

W











1



Sprawność silnika zależy głównie od temperatur źródła ciepła T1 i temperatury chłodnicy T2

2. Omów przemianę izotermiczną gazu doskonałego (przykład realizacji, praca przemiany,

ciepło przemiany, przebieg przemiany na wykresach p-v, T-s)

Przemiana izotermiczna to proces, który zachodzi przy stałej temperaturze (t=idem)

o 𝑝

1∙

𝑉

1

= 𝑝

2

∙ 𝑉

2

(zależności)

o 𝐿

1−2

= 𝑝

1

𝑉

1

𝑙𝑛

𝑉

2

𝑉

1

= 𝑛(𝑀𝑅)𝑇 𝑙𝑛

𝑝

1

𝑝

2

(p. przemiany)

o 𝑄

1−2

= 𝐿

1−2

(ciepło przemiany)

3. Ustalone przenikanie ciepła przez przegrodę rurową

Ze względu na zmienną powierzchnię przegrody, jednostkowy strumień ciepła 𝑞̇ jest odniesiony do
jednostki długości przegrody (1mb), a całkowity strumień ciepła wyraża się wzorem 𝑄̇ = 𝐿 ∙ 𝑞̇

𝑙

Obliczanie jednostkowego strumienia ciepła przy przegrodach cylindrycznych od płaskich różni się
jedynie wyznaczaniem oporowości przegrody.

𝑞̇ =

Δ𝑇

𝑅

=

𝑡

1

− 𝑡

2

1

α

1

∙ 𝜋 ∙ 𝑑

1

+ ∑

𝑙𝑛

𝑑

𝑖+1

𝑑

𝑖

2 ∙ 𝜋 ∙ 𝜆

𝑖

𝑛

𝑖=1

+

1

α

2

∙ 𝜋 ∙ 𝑑

𝑛+1

Krytyczna grubość izolacji jest związana z możliwością wystąpienia minimum oporu R

1

dla pewnej

średnicy, która wynosi: 𝑑

𝑘𝑟

=

2∙𝜆

𝑖𝑧

𝛼

2

. To znaczy, że jeżeli średnica zewnętrzna d

z

przegrody

nieizolowanej (ostatniej izolacji) jest mniejsza od d

kr

to zastosowanie izolacji, aż do osiągnięcia

średnicy d

kr

zwiększa straty ciepła 𝑞̇. Jeśli średnica zewnętrzna izolacji będzie większa od d

kr

to

straty ciepła zaczną maleć.

Krytyczna grubość izolacji występuje również w przegrodach kulistych.

Należy pamiętać iż w przegrodach cylindrycznych i kulistych z kilkoma warstwami o różnych
współczynnikach przewodzenia ciepła, najlepszy efekt uzyskuje się wówczas, gdy najlepsze
izolatory umieszcza się najbliżej ściany izolowanej.

4. Co to jest sprawność żebra

Sprawność żebra określa stosunek ciepła przejmowanego od żebra przy rzeczywistym
rozkładzie temperatur do ciepła przejmowanego od żebra przy stałej temperaturze wzdłuż
jego wysokości

𝜂

Ż

= 𝜀

Ż𝑃

=

𝜗

𝑚

𝜗

0