1. Sprawność egzergetyczna dla obiegu cieplnego to stosunek sprawności rzeczywistego silnika do sprawności obiegu Carnota

2. Scharakteryzować parametry przemiany fazowej ciecz - para.

Ilość faz oraz składników jaka może występować w danym układzie jest zależna od temperatury i ciśnienia. Zależność tę ujmuje reguła faz Gibbsa s=α+2-β

s  -  ilość stopni swobody, czyli parametrów które możemy dowolnie zmieniać

α- ilość składników niezależnych, β-  ilość faz.

W układzie ciecz-para w równowadze są 2 fazy (β = 2), stąd liczba stopni swobody

s = 1 - 2 + 2 = 1. Można wówczas zmienić temperaturę albo ciśnienie - jeżeli zmienimy temperaturę, ciśnienie musi zmienić się samo, jeżeli zmienimy ciśnienie, wówczas temperatura układu musi się odpowiednio dostosować - nie można zmienić dowolnie (nawet o niewielkie wartości) naraz obu parametrów intensywnych bez opuszczenia krzywej równowagi ciecz-para.

3. Jakie zjawiska powoduje wsypanie cukru do wody.

Rozpuszczanie(efekty cieplne, wzrost entropii układu)

efekty cieplne(zrywanie wiązań oraz solwoliza)

Powstaje jednorodny roztwór Jest to zjawisko fizyczne

Proces jest nieodwracalny

4. Omówić efekty energetyczne reakcji chemicznych

Podczas reakcji chemicznych wyróżniamy przemiany:

Egzotermiczną dla ciepła oddawanego do otoczenia

Endotermiczną dla ciepła pochłanianego z otoczenia

efekty cieplne reakcji chemicznych zależą:

• temperatury (dosyć istotnie)

• ciśnienia (niezbyt istotnie)

• zaawansowania reakcji

• stężeń reagentów

• stanu skupienia reagentów (bardzo istotnie)

5. Omówić pojęcie -stała równowagi reakcji.

Stała równowagi reakcji to współczynnik opisujący stan równowagi odwracalnych reakcji chemicznych.

Stała ta jest równa ilorazowi reakcji w stanie doskonałej równowagi

A + B ⇌ AB

Gdy stała k > 1 oznacza to, że równowaga jest przesunięta w stronę produktów

Gdy stała k < 1 oznacza to, że równowaga jest przesunięta w stronę substratów

Gdy stała k =1 oznacza równowagę produktów i substratów

6. Jak zmienia się stała równowagi reakcji egzotermicznej ze wzrostem temperatury.

Wzrost temperatury przesuwa położenie równowagi chemicznej, w przypadku reakcji egzotermicznej , przesuwa ją w kierunku substratów (z prawej strony na lewą).

w myśl reguły przekory i równocześnie zmienia wartość stałej równowagi Kc (maleje)

7. Dla jakich reakcji stała równowagi ciśnieniowa jest równa stałej stężeniowej.

Dla reakcji w których liczba moli produktów = liczbie moli substratów

8. Zdefiniować pojęcia: reakcja dwucząsteczkowa i reakcja drugiego rzędu.

Reakcja dwucząsteczkowa - to reakcja uwarunkowana zderzeniem dwóch cząsteczek Np. H₂ + I₂ → 2HI (a zarazem reakcja drugiego rzędu)

Rząd reakcji - jest równy sumie wykładników potęgowych stężeń substratu w równaniu kinetycznym v = k × c_H2 × c_I2

9. Omówić reakcje złożone

Reakcja prosta to pojedynczy akt zerwania lub powstania jednego wiązania chemicznego. W przyrodzie bardzo rzadko obserwuje się jednak reakcje proste.

Reakcje złożone, to reakcje w których dochodzi jednocześnie do rozpadu jednych wiązań i powstania drugich. Każdą reakcje złożoną można zapisać jako ciąg następujących po sobie reakcji prostych, które w tym przypadku nazywają się reakcjami elementarnymi. Kompletny zbiór reakcji elementarnych zachodzących podczas reakcji złożonej jest często nazywany jej mechanizmem.

10. Czy można zastosować równanie Van der Walsa do gazu doskonałego?

Tak, jeśli zaniedbamy oddziaływanie między cząsteczkami (a=0) i rozmiary samych cząsteczek (b=0) to równanie van der Waalsa przechodzi w równanie Clapeyrona.

11. Kiedy i dlaczego zmienia się ciepło właściwe

W przypadku gazów rzeczywistych ciepło właściwe (zarówno c_p jak i c_v) jest zależne od temperatury. Rośnie ono wraz z temperaturą

Ściśliwość gazów powoduje, że inną ilość ciepła należy dostarczyć ogrzewając gaz o 1°C przy niezmiennym ciśnieniu, a inną - przy niezmiennej objętości

12. Wytłumaczyć, dlaczego w obiegu silnikowym nie można wykorzystać na pracę całego dostarczonego ciepła.

Silnik cieplny nie może działać bez różnic temperatury

Nie można bez wkładu pracy przesyłać energii termicznej między ciałami mającymi tę samą temperaturę. Oznacza to, że perpetum mobile II rodzaju nie istnieje.

13. Podać przykłady trzech procesów, w których entropia maleje.

Zamrożenie wody w zamrażalniku

Poukładanie książek na regale

Namagnesowanie kawałka stali

Uwaga całkowita entropia rośnie

14. Typowe procesy nieodwracalne. Co się dzieje z energią i entropią tych procesów?

Proces nieodwracalny - proces termodynamiczny, powodujący wzrost sumy entropii układu i otoczenia oraz spadek energi. Przykładem takiego procesu jest np. swobodne rozprężanie gazu lub zmieszanie się dwóch cieczy.

15. Udział objętościowy r_i składnika w mieszaninie jest to stosunek objętości V_i danego składnika

do całkowitej objętości V mieszaniny:

Udział masowy g_i składnika w mieszaninie jest to stosunek masy m_i danego składnika do całkowitej masy m mieszaniny

Tak, dla gazów doskonałych

16. Zdefiniuj współczynnik wydajności chłodniczej dla chłodziarek i pompy cieplnej.

To samo urządzenie użyte jako pompa ciepła ma współczynnik wydajności o jeden większy niż w przypadku zastosowania go jako urządzenia chłodniczego.

Współczynnik wydajności chłodniczej (lub cieplnej) jest w praktyce wyraźnie uzależniony od temperatury otoczenia.

W przypadku chłodziarek im wyższą temperaturę ma powietrze odbierające ciepło od skraplacza, tym sprawność układu jest mniejsza.

W przypadku pomp ciepła im niższą temperaturę ma powietrze dostarczające ciepło do parownika, tym sprawność układu jest mniejsze

17. Omówić i narysować na wykresie i-x proces mieszania się dwóch strumieni powietrza wilgotnego.

Idea mieszania została przedstawiona na rys Punkty nr 1 i 2 są punktami stanu powietrza przed zmieszaniem.

Zasada mieszania strumieni polega na znalezieniu na odcinku łączącym oba punkty, punktu M - punktu zmieszania poprzez podzielenie odcinka w proporcji odwrotnej do udziału strumieni składowych.
Wspomnianą zależność można również przedstawić za pomocą zapisu matematycznego w postaci:

18. 
    Co to jest egzergia?

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)

Powinowactwo chemiczne - pojęcie termodynamiczne związane z możliwością zajścia reakcji chemicznej w określonych warunkach. Gdy powinowactwo chemiczne jest równe 0 to znaczy, że układ znajduje się w stanie równowagi chemicznej Powinowactwo chemiczne jest pojęciem, które odnosi się zwykle do określonego pierwiastka lub związku chemicznego w stosunku do innego pierwiastka lub związków. Mówiąc np. że powinowactwo chemiczne tlenu do wodoru jest bardzo wysokie, a tlenu do azotu znacznie mniejsze, mamy na myśli to, że w większości przypadków tlen będzie chętniej reagował z wodorem niż azotem. Powinowactwo jest jednak silnie zależne od warunków termodynamicznych i może się radyklanie zmienić ze zmianą ciśnienia, temperatury, objętości i stężenia.

19. Straty w procesie spalania.

Trudno jest określić ilość ciepła tracona na skutek niezupełnego i niecałkowitego spalania 
oraz straty do otoczenia, które obejmują nieuchwytne ciepło wypromieniowane lub oddane 
do otoczenia skutek przewodzenia i ciepło wydzielające się podczas tarcia w mechanizmach
silnika. Dlatego stosuje się przekształcenie równania bilansu cieplnego do obliczenia straty 
spalania i straty do otoczenia, po uprzednim obliczeniu pozostałych składników bilansu. 

20.Czym różni się praca maksymalna od egzergii?

Praca maksymalna jest to praca jaka może być wykonana przez układ znajdujący się w kontakcie z otoczeniem oraz innymi układami o określonych właściwościach wzajemnego oddziaływania podczas przemiany odwracalnej, zachodzącej miedzy dwoma stanami.

Egzergia jest to maksymalna praca użyteczna, jaką substancja może wykonać w procesie odwracalnym, w którym wykorzystuje się otoczenie jako źródło bezwartościowego ciepła i bezwartościowych substancji, jeżeli przy końcu tego procesu wszystkie uczestniczące w nim postaci substancji osiągają stan równowagi termodynamicznej z powszechnymi składnikami otoczenia.

21.Oszacować egzergię i energię powietrza znajdującego się w tej Sali.

Egzergia powietrza znajdującego się w Sali t1 jest równa 0 gdyż powietrze jest nieruchome i można je traktować jako powszechny składnik otoczenia. Energia nieruchomego powietrza jest również równa 0.

22.W jakich sytuacjach η_egz<η_energ?

Sprawność egzegetyczna jest stosunkiem egzergii Bi dostarczonej do idealnego procesu odwracalnego do egzergii Br użytej w procesie rzeczywistym jeśli efekt użyteczny obu procesów jest taki sam.

Sprawność energetyczna = sprawność egzergetyczna x sprawność obiegu Carnota

Sprawności są wyrażane w przedziale od 0 do 1 więc sprawność energetyczna będzie mniejsza od sprawności egzegetycznej lub jej równa dla obiegu Carnota.

23.Warunki równowagi fazowej:

Wszystkie fazy zawierają te same składniki, układ izolowany od otoczenia, zmiany stanu spełniają warunki U= const, δS≤0 lub S=const δU≥0 T'=T” p'=p” μ'=μ” W układzie nie występują siły wewnętrzne siły kapilarne, elektryczne, magnetyczne itepe. Wartość stopni swobody w układzie nie może być ujemna.

24.Rola pracy maksymalnej w reakcjach chemicznych

Praca maksymalna reakcji chemicznej jest to suma pracy zwiększenia objętości układu oraz pracy wykonanej przeciwko wszystkim działającym na układ siłom, w przypadku gdy reakcja ta jest odwracalną przemianą termodynamiczną. Odwracalność termodynamiczna oznacza możliwość przebiegu reakcji w stanach równowagi termodynamicznej. Przemiana w której została wykonana praca maksymalna jest odwracalna i nie spełnia warunków reakcji w której wydziela się lub jest pochłaniany efekt cieplny. Lpmax = Gsubstratów - Produktów ( G entalpia swobodna) Lvmax = Fsubstratów - Produktów (F energia swobodna)

25.Co to jest stała równowagi chemicznej i od czego zależy?

Stała równowagi chemicznej określa stan równowagi chemicznej w danej reakcji. Zależy ona wyłącznie od temperatury. Różnica między Kp i Kc jedna zawiera ciśnienia cząstkowe, druga stężenia reagentów w stanie równowagi. Licznik substraty, mianownik produkty reakcji

Prawo przekory, reguła przekory Reguła Le Chateliera - Brauna. Jeżeli na układ będący w stanie równowagi podziała bodziec zewnętrzny zakłócający tę równowagę, to reakcja przebiegać będzie w tym kierunku by przeciwdziałać temu bodźcowi. Działanie bdźca się zmniejsza. Jako bodziec zewnętrzny brana jest pod uwagę najczęściej zmiana ciśnienia (stężenia, objętości) lub temperatury. Przy pomocy tej reguły możemy rozpatrywać wszystkie reakcje odwracalne

26.Na czym polega powinowactwo chemiczne i co jest jego miarą?

Powinowactwo chemiczne to chęć zachodzenia reakcji. Miarą powinowactwa chemicznego reagujących związków jest praca maksymalna. Aby wielkość była porównywalna dla różnych reakcji ustalamy warunki początkowe i końcowe reakcji. Ciśnienia cząstkowe wszystkich reagentów są równe jedności wtedy L max = -BTlnK_p

27.Wpływ współczynnika nadmiaru powietrza na straty w procesie spalania.

Współczynnik nadmiaru powietrza λ jest to stosunek ilość powietrza doprowadzonego do teoretycznej ilości powietrza. Określa on nadwyżkę ilości rzeczywiście doprowadzonego powietrza nad jego teoretycznym zapotrzebowaniem. Wartość zależy od warunków spalania i stopnia rozdrobnienia paliwa. Nie powinien być zbyt mały by nie występowało niezupełne spalanie, nie powinien być także zbyt duży gdyż rośnie wówczas strata odlotowa.

Po pobieżnym przejrzeniu czepiłbym się paru tych odpowiedzi.

19. Tu nie ma odpowiedzi na pytanie. Pytanie nie brzmi jak się określa straty w praktyce tylko JAKIE są te straty. Należy je wymienić i krótko opisać.

W 20. są dwie definicje, a nie odpowiedź na pytanie jaka jest różnica. Przy tak udzielonej odpowiedzi prowadzący (może nie każdy, ale niektórzy) wysnuwa wniosek, że student przepisał dwie definicje ze ściągi. A ma wysnuć wniosek, że student ROZUMIE różnicę pomiędzy pojęciami - dokładnie o to tutaj chodzi. Pytanie nie brzm "podaj dwie definicje" tylko podaj różnicę.

21. Energia powietrza w sali NIE JEST równa zero, chyba że w sali mamy temperaturę 0 K (ale wtedy nie piszemy w niej egzaminu
). W przeciwnym przypadku energia mamy do czynienia co najmniej z pokaźną ilością energii wewnętrznej. Cały sens tego pytania polega na tym, żeby pokazać, że w powietrzu jest kupa energii, tyle że niemal kompletnie bezużytecznej praktycznie.

27. Wartość współczynnika nadmiaru powietrza nie zależy od rozdrobnienia paliwa, tylko od stosunku powietrze/paliwo. OPTYMALNA wartość istotnie zależy od rozdrobnienia paliwa, ale między tymi dwoma zdaniami jest kardynalna różnica.
Odpowiedź jest znowu naokoło pytania i co najmniej niekompletna.

Prawidłowa brzmi: zmniejszanie współczynnika nadmiaru powietrza powoduje wzrost strat niezupełnego i niecałkowitego spalania (a nie tylko niezupełnego) ze względu na niedobór tlenu.
Zbyt wysoki - wzrost straty odlotowej ze względu na zwiększoną produkcję spalin/konieczność podgrzania większej ilości powietrza.

---