PRACA MAKSYMALNA I EGZERGIA:

praca maksymalna - praca, jaka może być wykonana przez układ znajdujący się w kontakcie z otoczeniem i innymi układami o określonych właściwościach, L_max=U₁-U₂-T₀(S₁-S₂); L_u=L_max-p₀(V₀-V₁) warunki:1) brak równowagi trwałej układu i otoczenia 2) praca - zbliżanie się stanu układu do stanu równowagi z otoczeniem 3) max praca gdy przemiana odwracalna

egzergia - max praca użyteczna, jaką substancja wykona w procesie odwracalnym, gdzie wykorzystuje otoczenie jako źródło bezwartościowego ciepła i substancji, gdy na końcu wszystko osiąga stan równowagi z powszechnymi składnikami otoczenia, układ zamknięty: Δ₀B=U-U₀-T₀(S-S₀)-p₀(V₀-V) otwarty: Δ₀B=I-I₀-T₀(S-S₀); η_b=L_u/L_umax;L_umax=B₁-B₂;i=u+pv, s=c_pln(T₁/T₀)-Rln(p₁/p₀)lubs=c_vln(T₁/T₀)+Rln(v₁/v₀); ds=dq/dT; u=c_vt; i=c_pt; 2at: c_p/c_v=7/5; pV=mRT

prawo Gouya-Stodoli: strata egzergii spowodowana nieodwracalnością równa iloczynowi temperatury otoczenia przez sumę przyrostów entropii wszystkich ciał w przemianie δB=ΠT₀; Π=Σs_i entalpia swobodna U+pV-TS=I-TS=Z

PRZEMIANY FAZOWE:

potencjał elektrochemiczny - stosunek przyrostu energii wewnętrznej układu spowodowany zmianą ilości składników „i” do przyrostu ilości tego składnika, μ_i=(dU/dm_i)_{S, V, Mn}=z_i

równanie Gibbsa: dU=TdS-pdV+Σμ_idm_i; U=TS-pV+Σμ_im_i dla dowolnego m

fugatywność (f) - (dμ_i)_T=RTd(lnf_i)=v_idp_i; inaczej lotność, aktywność ciśnieniowa

aktywność - (a)=f/p

faza - wg Gibbsa każda jednorodna część układu, czyli ta, która w stanie równowagi wykazuje w całej swojej objętości stałe wartości wszystkich parametrów i funkcji termodynamicznych. Układ zawierający tylko gazy i pary jest zawsze jednorodny, wielofazowe = heterofazowe

zbiór składników niezależnych - zbiór substancji tworzących układ, który pozwala na opisanie każdej możliwej zmiany składu układu przez dodanie lub ujęcie substancji wchodzących do tego zbioru reguła faz Gibbsa - F=2+r9n-1)-n(r-1)=n+2-r; F-liczba stopni swobody, n-ilość składników, r-ilość stanów skupienia

TERMODYNAMIKA CHEMICZNA:

liczba postępu reakcji - dξ_i/v_i;

ciepło reakcji (efekt cieplny) - największa możliwa ilość ciepła otrzymanego lub pochłoniętego w czasie reakcji, przy założeniu, że przemiana odbywała się w sposób izotermiczny i że ponadto zachował stałą wartość jeden z parametrów: ciśnienie lub objętość Q_v=U₂-U₁; Q_p=U₂-U₁+pV₂-pV₁=I₂-I₁; prawo Hessa - ciepło reakcji nie zależy od drogi przemiany, a jest tylko funkcją stanu końcowego i początkowego

równania Kirchhoffa - opisują jak efekt cieplny reakcji zależy od temperatury (dQ_v/dt)_v=Σv₂M₂c_v2-Σv₁M₁c_v1; 1-substraty, 2-produkty;

praca maksymalna reakcji: izotermiczno-izochorycznej L_vmax=F₁-F₂; energia swobodna F=U-TS; izotermiczno-izobarycznej L_pmax=Z₁-Z₂; entalpia swobodna Gibbsa Z=I-TS;

równanie Gibbsa - Helmholtza - L_max(p/v)= -Q+T(dL_max(p/v)/dT)

stan równowagi chemicznej - stan, w którymwzajemne stosunki ilościowe substratów i produktów nie ulegają zmianie

koncentracja (stężenie) - liczba kilomoli „n” składników znajdujących się w 1 m3 objętości układu C=n/V

szybkość reakcji chemicznej - zmiana stężenia składnika w jednostce czasu

prawo działania mas - lnK_p=Σv_ilnp_i; lnK_c=Σv_ilnc_i; Kp, Kc - stałe równowagi

izoterma van't Hoffa - izoterma reakcji, wyrażenie wiążące pracę maksymalną ze stałą równowagi oraz ze stężeniami początkowymi reagentów, L_max=BT(Σv_ilnC_i-lnK_c); L_max=BT(Σv_ilnp_i-lnK_p); C - stężenia przed reakcją dlnK/dT=-Q/BT²;

prawo Daltona - p_i=x_ip

teoremat Ernsta - dla układów skondensowanych (doskonały kryształ) ciepło reakcji jest równe pracy maksymalnej w temperaturach zbliżonych do zera bezwzględnego i w samej temperaturze zera bezwzględnego

III zasada termodynamiki - w temperaturze zera bezwzględnego entropia układów skondensowanych dąży do zera, S₂-S₁=(S₂-S₀₂)-(S₁-S₀₁)+(S₀₂-S₀₁); S_01,02 entropie substratów i produktów w temperaturze 0 K

GAZY WILGOTNE:

wilgotność bezwzględna - (ρ₀ [g/m³]) masa wody zawartej w jednostce objętości mieszaniny, mierzy się higrometrami

względna - (φ=ρ₀/ρ_max) stosunek zawartości pary wodnej w mieszaninie do max możliwej zawartości w danej temp, mierzy się psychrometrami (termometr suchy i mokry)

zawartość wilgoci - (x=m_w/m_gs [g/kg]) masa wody do masy gazu suchego

SPALANIE:

paliwo techniczne - substancja, która występuje w dużych ilościach, aby mogła być użytkowana prze długi czas, oraz której koszt wydobycia i transportu w porównaniu z wartością opałową jest taki, że jej użycie jest opłacalne

ciepło spalania - wartość energii otrzymana przy spaleniu zupełnym jednostki masy lub objętości paliwa i ochłodzeniu spalin do temperatury otoczenia

wartość opałowa - ciepło spalania pomniejszone o ciepło skroplin Wu=Wt-r(K+w)

spalanie zupełne - proces, w wyniku którego produkty spalania nie zawierają związków, które mogą być poddane dalszemu utlenianiu (przy spalaniu C brak CO)

niezupełne - produkty spalania zawierają związki, które mogą ulec dalszemu utlenianiu całkowite - spaleniu ulegają wszystkie palne składniki dostarczone do układu 77

niecałkowite - część palnych składników nie ulega spaleniu

W_u=33900C+121500(H₂-O₂/8)+10500S-2500(w+O₂9/8); masowo O_t=C32/12+8H₂+S-O₂; L_t=O_t/0,23; objętościowo O_t=0,5(CO+H₂)+2CH₄-O₂; L_t=O_t/0,21; L_r=L_tλ; λ=n_o/n_t; n_t=n_o-n_n; n_n=o79/21; n_p/b=N₂/CO₂+CO; n_o=n-n_p; n=100-b-o; V_CO2=V_mCb/12(b+t); V_CO=V_mCt/12(b+t); V_O2=V_mCo/12(b+t); V_n2=V_mCn/12(b+t); V_H2O=Vm(9H₂+w)/18 ; V_SS=V_mC100/12(b+t); V_SM=[V_mC100/12(b+t)]+[V_m(9H₂+w)/18]; V_SS/(V_CO+V_CO2)=100/(b+t); S_od=V_Sc_p(t_s-t_o); S_CO=ΔQCt/(b+t)

---