1. Sprężarka o stałej mocy wewnętrznej mocy 80 kW pracowała przez 4
9. Z czego składa się obieg Carnota? Pokazać ten obieg w Ts. Jaka jest
ciepła do otoczenia, a jego sprawność wynosiłaby 100%.
godziny ze sprawnością mechaniczną 0,80. Jaką pracę w kWh i w kJ
sprawność silnika działającego wg. tego obiegu? Jaką maksymalną
20. W jakiej przemianie praca techniczna jest równa zeru? Jakie jest
doprowadzono do sprężarki?
sprawność można uzyskać w silniku cieplnym?
równanie tej przemiany dla gazu doskonałego?
Q=80/0,8*4=400[kWh]=400*3600=1440000[kJ]
Cykl Carnota-obieg termodynamiczny, złożony z dwoch przemian
Dla przemiay izobarycznej praca techniczna jest rowna zeru. Rownanie tej
2. Co to jest równanie stanu? Czy równanie Clapeyrona jest równaniem
izotermicznych i dwoch przemian adiabatycznych. Cykl Carnota jest obiegiem przemiany dla gazu doskonałego: p=idem,v2/v1=T2/T1 orazq1-2=Cp(T2-T1) stanu? Podać jego postać
odwracalnym. Obieg taki zapewnia najwyższą sprawność silnika cieplnego,
21. Co to jest sprawność wewnętrzna sprężarki? Zobrazować sprężanie
Rownanie stanu jest związkiem między parametrami układu termodyn, takimi zwaną sprawnością obiegu Carnota, jednak praktyczna jego realizacja ze gazu doskonałego w nieodwracalnej turbinie adiabatycznej na wykresie T-jak ciśnienie P, gęstość masy ρ, temperatura T, entropia s, energia wewnętrzna względow technicznych jest niemożliwa. Sprawność obiegu Carnota jest s.
u. Służy do opisywania właściwości płynow oraz ciał stałych.
funkcją stosunku temperatur.
Sprawność wewnętrzna sprężarki: ŋic=Δhcs/Δhc
Rownanie Clapeyrona jest rownanie stanu dla gazu doskonałego ma postać:
10. Omówić obieg Clausiusa Rankine'a. W jaki sposób można zwiększyć
22. Scharakteryzować przemianę izentropową. Kiedy przemiana
pV=RT=GRT=n(MR)T dla (MR) - 8314,7 [J/kmolK];n – ilość kilomoli gazu.
sprawność elektrowni parowej?
adiabatyczna jest izentropą?
3. W jakiej przemianie ciśnienie czynnika jest stałe? Jaka jest pojemność Obieg Rankine'a (dokładniej obieg Clausiusa-Rankine'a) jest obiegiem Przemiana izentropowa - proces termodynamiczny zachodzący przy stałej
cieplna czynnika w takiej przemianie? Jak wyznaczyć pracę całkowitą i
porownawczym dla procesow, w ktorych zachodzi parowanie i skraplanie
entropii właściwej. Izentropa beztarciowa jest zarazem adiabata odwracalna.
bezwzględną? Pokazać obraz przemiany w układach Ts i pv.
czynnika roboczego np. dla konwencjonalnych lub jądrowych siłowni
Rownanie izentropy gazow doskonałych mozna przedstawic za pomoca
Ciśnienie czynnika jest stałe w przemianie izobarycznej. Pojemność cieplna
parowych, agregatow chłodziarek. Jest on złożony z następujących przemian:
rownania:ln(T2/T1)^cv (V2/V1)^R = 0, ln(T2/T1)^cp (p1/p2)^R = 0
będzie zależała od liczby stopni swobody cząsteczki gazu i. (izobara p = idem; 1 - 2 -adiabatyczne rozprężanie pary w turbinie parowej, jest przemiana adiabatyczna odwracalna jeżeli przemina przebiega beztarciowo
v2/v1 = T2/T1 )
2 - 3 -izobarycznego skroplenia rozprężonej pary (odprowadzenia ciepła w
lub w sposób idealny
Układ Ts:
skraplaczu),
23. Co to jest pompa ciepła? Pokazać obieg pompy na wykresie T-s.
Prace bezwzględną wyznaczamy z wzoru dL = p dV.
3 - 4 - izentropowego, pompowania kondensatu w pompie,
Pompa ciepła jest urządzeniem wymuszającym przepływ ciepła z obszaru o
4.W jaki sposób bilansujemy substancję w procesach fizycznych, a w jaki 4 - 1 - izobarycznego podgrzewania cieczy (wody), jej odparowania oraz niższej temperaturze do obszaru o temperaturze wyższej. Proces ten przebiega
w procesach chemicznych?
przegrzewania powstałej pary w kotle parowym lub wytwornicy pary.
wbrew naturalnemu kierunkowi przepływu ciepła i zachodzi dzięki
- w proc fizycznych bilnasujemy udział poszczegolnych substancji
Sposoby : - przegrzew wtorny - regeneracja ciepła
dostarczonej z zewnątrz energii mechanicznej.
Gdi=ΔGui+Gwi
12. Co to jest praca użyteczna?
25. Co to jest ciśnienie barometryczne? Co to jest ciśnienie
- w proc chemicznych bilansujemy atomy
Praca użyteczna – występuje jeśli ciśnienie na zewnątrz cylindra nie jest rowne manometryczne?
ndi=Δnui+nwi
zeru (pot>0), to część pracy ekspansji czynnika zostaje zużyta na pokonanie
Ciśnienie barometryczne -stosunek wartości siły, z jaką słup powietrza
Gdi, ndi, Gwi, nwi - ilość substancji lub pierwiastka doprowadzonego do
działającej na tłok siły Kot=Apot pochodzącej od ciśnienia pot otoczenia.
atmosferycznego naciska na powierzchnię Ziemi, do powierzchni, na jaką ten
układu iwyprowadzonego.ΔGui, Δnui - przyrost ilości substancji lub
Lu=L1-2-pot(V2-V1)
słup naciska (por. Ciśnienie). Ciśnienie manometryczne- to ciśnienie
pierwiastka w układzie.i – kolejny numer substancji lub pierwiastka.
13. Podać sformułowanie pierwszej zasady termodynamiki. Co to jest
bezwzględne (absolutne) pomniejszone o ciśnienie atmosferyczne. Pomiaru
5. 1 kmol metanu CH4 zmieszano z 2 kmol tlenu. Podać skład molowy i
perpetuum mobile pierwszego rodzaju?
tego ciśnienia dokonujemy manometrem.
gramowy otrzymanego roztworu. Zakładając iż składniki zachowują się
Zasada zachowania energii: istnieje ekstensywna funkcja stanu zwana energią 26. Podać definicję gazu doskonałego, półdoskonałego i rzeczywistego.
jak gaz doskonały wyznaczyć pojemność cieplną właściwą przy stałym
wewnętrzną układu U, ktorej zmina deltaU w procesie adiabatycznym jest
Czy, a jeżeli tak to kiedy parę wodną można traktować jak gaz doskonały?
ciśnieniu takiego roztworu? Ja wyznaczyć wykładni izentropy?
rowna prac L wykonanej nad układem Przykładowe sformułowania:
Gaz doskonały - Jedynym rodzajem oddziaływań cząsteczek w gazie
Masa molowa zastępcza (Mz) jest rowna podziałowi molowemu (zi)
-Jeżeli układ znajduje się w stanie ustalonym energia doprowadzona rowna się doskonałym są zderzenia sprężyste pomiędzy cząsteczkami oraz ze ściankami przemnożonemu przez masę molową (M).
wyprowadzonej. -Skonstruowanie perpetuum mobile pierwszego rodzaju jest naczynia. Objętość cząsteczek gazu doskonałego jest zaniedbywalnie mała w MCH4=12+1*4=16[g/mol];MO2=32[g/mol]
niemżoliwe. Perpetuum mobile pierwszego rodzaju, to hipotetyczna maszyna, porownaniu z objętością naczynia.
Mz=0,33*MCH4+0,66*MO2=0,33*16+0,66*64=5.28+42.24=47.52[g/kmol]
ktora wytwarza więcej energii, niż sama zużywa, tj. wykonuje pracę bez
Gaz połdoskonały – taki sam jak gaz doskonały z tą tylko rożnicą, że jego
Udział gramowy:gi=zi*Mi/Mz
pobierania energii z zewnątrz lub praca wykonywana przez nią jest większa od ciepło. właściwe zależy od temperatury gCH4=16/ 47.52=0,34g
pobieranej energii. Miałby to być samonapędzający się mechanizm.
Gazy rzeczywiste zachowują się jak gaz doskonały tylko w odpowiednich
gO2=32/47.52=0,67g
14. Podać sposoby doprowadzania i wyprowadzania energii z układu.
warunkach: w wysokiej temperaturze i niskim ciśnieniu.
Udział molowy:Na 2 mole O2 przypada jeden mol CH4.
Najważniejsze sposoby doprowadzania energii do układu:a) moc elektryczna,
27. Co to jest praca techniczna?
6. Podać sposoby doprowadzania energii do układu. Co to jest energia
b) praca mechaniczna,c) struga czynnika (entalpia),d) ciepło.
Praca techniczna – praca wykonana przez maszynę przeplywową jest sumą
wewnętrzna układu? Kiedy należy uzwzględniać energię chemiczną?
Ad a)Energia doprowadzonej do układu, jezeli w układzie działa silnik lub
pracy Ln napełniania, L1-2 przemiany w układzie zamknietym i Lw
1. przez przepływ ciepła,2. za pomoca strugi czynnika,3. przez wykonanie
grzejnik elektryczny, lubwyprowadzonej z układu, jezeli w układzie działa
wytłaczania. Sumę tę nazwano praca techniczną Lt
pracy mechanicznej,4. za pomoca pradu elektrycznego.
generator elektryczny.
29. pokazać na wykresie T-s obieg dowolnego silnika cieplnego i obieg
Energia układu (energia wewnętrzna) jest to suma energii oddziaływań
Ad b)Wykonywana w urzadzeniach technicznych za pomoca tłoka
dowolnej pompy ciepła. Podać przykład technicznej realizacji takich
międzycząsteczkowych I I
poruszajacego sie ruchem posuwistozwrotnym w maszynach tłokowych lub za obiegów.
wenątrzcząsteczkowych wukładu, także energii ruchow cieplnego cząsteczek
posrednictwem obracajacego sie wału w maszynachwirnikowych. Prace
Turbina parowa: energia napędowa pochodzi od przepływających spalin lub
oraz wszystkich innych rodzajow energii. Funkcja jego stanu. Przyrost
wykonana przez układ uwazamy za dodatnia. Prace wykonana na układzie
innych gazow roboczych, składa się z zespłu sprężarki i turbiny
energii układu, wywołany przejsciem od stanu poczatkowego do koncowego, traktujemy jak ujemna.
przykład: turbosprężarka doładuwojąca silnik tłokowy
nie zalezy od sposobu przejscia miedzy tymi stanami, jest bowiem roznica
Ad c) Przekazywanie energii za pomoca strugi czynnika wystepuje, jezeli
Pompa ciepła: ochładzalnik, lodowka
energii koncowej Euk i poczatkowej Eup.Eu = Euk − Eup
osłona kontrolna układu jest przecina przez struge czynnika (np strumien pary 30. Omówić przemianę adiabatyczną.
7. Podać definicję entalpii. Co to jest entalpia całkowita? Czym różni się
przy dopływie do turbiny parowej).
Przemiana adiabatyczna ( Proces adiabatyczny) – proces termodynamiczny,
od entalpii spoczynkowej? Czy należy uwzględniać zmiany prędkości i
Ad d) Przepływ ciepła moze wystapic po zetknieciu układu z ciałem majacym podczas którego wyizolowany układ nie nawiązuje wymiany ciepła, lecz całość zmiany wysokości czynnika?
inna temperature, lub bez zetkniecia, poprzez promieniowanie. Ciepło
energii jest dostarczana lub odbierana z niego jako praca.
Entalpia jest potencjał termodynamiczny, ktory jest transformatą Legendre’a
pochłoniete przez układ uwazamy za dodatnie, ciepło oddane ma znak ujemny. 31. Jak wyznacza się entalpię mokrej pary wodnej?
energii wewnętrznej względem V,to suma U + pV. Entalpia jest znamieniem
15. W jakiej przemianie praca bezwzględna jest równa zeru? Jakie jest
Z wykresu is pary wodnej?????, jest o średnia ważona entalpi wody nasyconej i
stanu, gdyż „U” jak i „p” są znamionami stanu.
równanie tej przemiany?
entalpi pary nasyconej suchej
i = u + pv; I = U + pv; di = cpdT dla u – energia właściwa wew.,v – objętość
Praca bezwzględna jest rowna zeru w podczas przemiany izochorycznej w
32. Co to jest stopień suchości pary? Jaki jest stopień suchości pary
właściwa,i – entalpia właściwa
układzie zamkniętym. Rownanie przemiany: V=idem; p2/p1=T2/T1
przegrzanej?
Entalpia całkowita rowna się energii doprowadzonej ze strugą, jest ona sumą 17. W jakich jednostkach można wyrażać ilość substancji?
Inaczej stopien suchości pary przegrzanej x+mp/mp+mc
energii wewnętrznej doprowadzonego czynnika i pracy przetłoczenia.
Ilość substancji – można ja określić za pomocą masy lub ciężaru. Dlatego w
mp- masa fazy gazowej
i= U + p(v2-v1)
układzie SI za jednostkę można przyjąć tę ilość substancji, ktorej masa
mc- masa fazy suchej
Ciepło doprowadzone do czynnika powoduje przyrost jego entalpii
spoczynkowa w normalnych warunkach energetycznych wynosi 1kg. Przy
para przegrzana występje powyżej x=1
Entalpia swobodna, G, potencjał termodynamiczny przemiany izobarycznej, stosowaniu układu SI istnieje tylko pojęciowa rożnica pomiędzy masa m a 33. Co to jest punkt potrójny? Co to jest punkt krytyczny?
potencjał Gibbsa, skalarna funkcja stanu termodynamicznego układu określona ilością substancji G. Obie te wielkości wyrazone są w tych samych jednostkach Jest to punkt w ktorym substancja występuje jednocześnie w trzech stanach jako:
i maja tę samą wartość liczbową G=m.
kupienia Punkt krytyczny jest punktem w ktorym zanika rożnica między cieczą
G = H-TS, dla: H – entalpia,T - temperatura bezwzględna,S - entropia.
18. Co to jest praca wykresowa silnika tłokowego?
a gazem
8. Co to jest praca bezwzględna? Co to jest praca techniczna? Jak
Praca wykresowa – jest to pole objęte krzywą wykresu indykatorowego Lwk
34. Co to jest punkt pęcherzyków? Co to jest punkt rosy?
zobrazować te prace w układzie pV.
Przekazywana jest przez czynnik tłokowy maszyny.
Punkt pęcherzykow pojawia się pierwszy pęcherzyk gazu w cieczy x=0
Praca bezwzgędna jest to praca wykonana przez czynnik termodynamiczny
19. Co to jest perpetuum mobile drugiego rodzaju?
Punkt rosy pojawia się ostani pęcherzyk gazu przy x=
wtedy gdy ciśnienie otoczenia jest rowne zero. Praca bezwzględna (układ pV): Perpetuum mobile drugiego rodzaju, to cykliczna maszyna, ktora zamienia Praca techniczna - jest to także praca polegająca na zmianie objętości, jednak energię cieplną na pracę mechaniczną bez wzrostu całkowitej entropii. Taką praca ta zawsze jest wykonywana przy jednoczesnym zmniejszaniu wartości
maszyną byłby np. silnik cieplny pobierający z otoczenia ciepło, ktore
ciśnienia. Lt = L1-2 + Ln + Lw
następnie zamieniane byłoby całkowicie na pracę. Silnik taki nie oddawałby