Praca bezwzględna - jest to praca którą wykonałby czynnik termodynamiczny gdy ciśnienie otoczenia byłoby równe 0.

praca użyteczna Lu- jest to praca bezwzględna z tym że ciśnienie otoczenia ma wartość skończoną i różną od zera

Jest to różnica pracy bezwzględnej i pracy przetłaczania do atmosfery gazu znajdującego się po prawej strony tłoka

Lu=L12 -Lp

praca techniczna Lt- nie zależy od rodzaju maszyny przepływowej. Jest to iloczyn objętości elementarnego ubytku ciśnienia

prace efektywna Le - praca mierzona na sprzęgle maszyny - jest to praca wewnętrzna pomniejszona o pracę wykonaną u zew. części tłoka

Le=Li-Lm

praca wewnętrzna Li - praca przekazywana na wał maszyny

praca mechaniczna - są to wszystkie działania między ukł. a otoczeniem które są równoważne zmianie położenia pewnego ciężaru znajdującego się poza ukł. przy czym zmiana położenia liczona jest w odniesieniu do określonego poziomu odniesienia

Układ termodynamiczny(system) - część przestrzeni ograniczonej za pomocą abstrakcyjnej osłony , która nazywa się osłoną bilansową.

Układ bilansowy oznaczamy.

a)układy otwarte - takie których granice może przekraczać zarówno energia jak i substancja.

b)układy zamknięte - to takie których granice może przekraczać tylko energia.

Przemiana termodynamiczna- droga przejścia jest zbiorem kolejno po sobie następujących zmian stanu ciała fizycznego układu od stanu początkowego do stanu końcowego.

I zasada termodynamiki-strumień energii doprowadzonej do układu jest równy strumieniowi energii wyprowadzonej z układu i przyrostu strumienia energii układu.

E­_d=E­_w+ΔE_u ΔE_u=0 dla układu odosobnionego

Niemożliwe jest skonstruowanie perpetum mobile pierwszego rodzaju tzn. nie można skonstruować urządzenia (silnika) które wykonywało by pracę w sposób ciągły bez zasilania energia z zewnątrz.

Energia układu-róznica pomiędzy energią układu na końcu i na początku układu. składa się ona z energii kinetycznej, potencjalnej makroskopowych cząsteczek układu oraz tzw.energi wewnętrznej.

Energia wewnętrzna - energia ruchu translacyjnego cząstek i ruchu obrotowego. Energia ruchu oscylacyjnego atomów w czasteczce. Energia wewnętrzna jest to funkcja stanu - tzn. że przyrost energii w układzie jest zawsze stały. Nie zależy od parametrów określających położenie i prędkość ciał

!Energia wew. !- jest f-cją stałą ΔU=U2-U1 i f-cją ekstensywną U=mu=n(Mu) u=U/m (Mu)=U/n

Energia całkowita (energia ukł. termodyn.) - jest równa makroskopowej energii kinetycznej, makroskopowej energii potencjalnej i energii wew.

Eu=Ek+Ep+U

W skład energii wew. wchodzą: Energia ruchu postępowego i obrotowego, energia ruchu oscylacyjnego atomów w cząsteczce, energia potencjalna sił przyciągania międzycząsteczkowego, energia stanów elektronowych, energia dynamiczna związana z możliwością przebudowy cząsteczki, energia jądrowa.

Ekspansja- przemiana związana ze zmianą objętości czynnika

Kompresja- zmniejszenie objętości

Spreżanie-przemiana w której ciśnienie czynnika będzie rosło

Rozprężanie- gdy ciśnienie czynnika będzie malało

Entalpia - suma energii wewnętrznej i pracy przetłoczonej(iloczyn ciśnienia i objętości) J=U+pV. Jest f-cją ekstensywną tzn. zależy od wielkości ukł.

J=mi=n(Mi)=(Mu)+p(Mυ) ; (Mu)=U/n ; (Mυ)=V/n

Jc=J+m(gΔh+w²/2) ; Jc=mi+m(gΔh+w²/2)

J=Er=U+pV

Proces odwracalny - w którym przepływ ciepła odbywa się przy nieskończenie małej różnicy temp. (Tźr=T ; dQf=0 ; dπ=0)

Proces nieodwracalny- (ΔT≠0 ; Tźr≠0 ; Qf≠0) suma entropi wszystkich ciał uczestniczących w przemianie jest większa od zera dπ>0

Gaz doskonały(cząstki wykonują nieustanny ruch)-cząsteczki nie oddziaływują wzajemnie na siebie, cząsteczki poruszają się tylko ruchem postępowym, obrotowym(rotacyjnym),nie ma ruchu oscylacyjnego(drgań)-argon, neon, hel

Gaz półdoskonały- to samo co doskonały oprócz tego że atomy ulegają oscylacją (wodór, tlen, azot, CO)

Para wodna-czynnik termodynamiczny o wysokim ciśnieniu traktowana jako gaz rzeczywisty (para w wodzie i spalinach -jako doskonały)

Udział wagowy i - tego składnika:g_i = m_i / m_m (m_m - masa roztw.)

Udział objętościowy - r_i = (Vi / Vm) _{p, T}

Udział molowy - z_i = n_i / n_m . Σ z_i =1

z_i = g_i * (R_i / R_m) g_i = z_i * (M_i / M_m)

Ciśnienie roztworu(prawo Daltona)- suma ciśnień cząstkowych poszczególnych składników

Ciśnienie cząstkowe- ciśnienie jakie wywierałby określony składnik roztworu gazowego na ścianki zbiornika w którym się znajduje przy założeniu że z tego zbiornika zostałyby usunięte pozostałe składniki roztworu gazowego

Prawo LEDUCA- dla gazów doskonałych objętość roztworu równa jest sumie objętości poszczególnych składników.

Zasada ekwipartycji-molowe ciepło właściwe przy stałej objętości jest wprost proporcjonalne do polowy uniwersalnej stałej gazowej przypadającej na jeden stopień swobody ruchu.

(Mc_v) = f*0,5 (MR)

gaz 2 at. - (Mc_v) = 5/2 (MR) gaz 3 at. - (Mc_p)= (Mc_v )+ (MR)=7/2 (MR)

Entropia-elementarne ciepło całkowite podzielone przez temp. bezwzględną. ds=dQc/T dQc=dU+dl=dU+pdV=dQ+dQf

dQ - ciepło doprowadzone z zew.

dQf - ciepło pochłonięte przez straty

dQc=dJ+dLt=dJ-Vdp

- jest to f-cja ekstensywna - zależy od wielkości układu

S=ms=n(Ms) ; s[J/kg*K] ; (Ms)=[J/kmol*K]

- entropia układu jest f-cją addytywną. Jest to suma poszczególnych ukł. entropii S=∑Si

- jest to f-cja stanu która ma różniczkę zupełną ΔS=S2-S1=∫dS=∫dQc/T

- przyrost wartości entropii nie zależy od dogi przejścia

II zasada termodynamiki:

-Clausius-ciepło nie może przejść samorzutnie od ciała zimniejszego do ciała cieplejszego

-Kelvin- nie można zbudować maszyny której jedynym wynikiem działania byłaby praca mechaniczna wykonywana kosztem ciepła pobieranego tylko z jednego źródła

-niemożliwe jest skonstruowanie perpetum mobile 2 rodzaju (urządzenie pracujące o tylko jedne źródło ciepła)

-Carnot & Clausius-jeżeli układ doznał zamkniętego cyklu przemian odwracalnych to zmiana entropii jest r równa 0. Cykl przemian to taki po którym układ wraca do stanu początkowego.

dla przemian nieodwracalnych suma przyrostów entropii wszystkich ciał uczestniczących w przemianie będzie >0

Obieg - cykl przemian następujących po sobie , które przebiegają w układzie zamkniętym (w którym mamy stałą masę czynnika) przy czym stan końcowy czynnika jest taki sam jak stan początkowy.

Jeżeli obieg składa się tylko z przemian odwracalnych , jeśli choć jedna przemiana jest nieodwracalna to obieg jest nieodwracalny.

Wymiana ciepła-ciepło przepływa od temp. wyższej do temp. niższej. Wymiana ciepła jest kombinacją 3 zjawisk:

- przewodzenia( Cząsteczki o wyzszej temp. przekazuja energie cząsteczką stykajacym sie z nimi o temp. niższej i mniejszej en.) -konwekcja(unoszenie) polega na przenoszeniu energii razem ze strumieniem masy - promieniowanie

Gradient temperatury - przyrost temp. przypadający na jednostkę długości w kierunku normalnym do pow. izotermicznej

Gęstość strumienia ciepła - elementarny strumień ciepła przekazywany przez elementarną powierzchnię

Prawo Fouriera - gęstość strumienia ciepła przewodzonego przez dane ciało jets wprostproporcjonalna do gradientu temparatury q=-λgrad t

λ - współ. proporcjonalności (przewodność cieplna)

Spalanie - egzotermiczna reakcja utleniania pierwiastków palnych

Przemiany odwracalne: izotermiczna, izobaryczna, izochoryczna, izentropowa (adiabatyczna), politropowa.

a)przemiana izotermiczna - przemiana realizowana przy zachowaniu stałej temperatury gazu T=idem, dT = 0.

P₁V₁ = p₂V₂ = RT

Q_{1 - 2} = L_{1 - 2} = L _{t 1 - 2} = m R T ln V₂ / V₁

ΔS_{1 - 2} = m R ln V₂ / V₁

b) izobaryczna

V₂/V_{1 =} T₂/T₁

L _{t 1 - 2} = 0

L _{1 - 2} = p(V₂ - V₁) = mR (T₂ - T₁)

Q_{1 - 2} = ΔI_{1 - 2} = mc_p (T₂ - T₁)

ΔS_{1 - 2} = m c_p ln T₂ / T₁

ΔU_{1 - 2} = m c_v (T₂ - T₁)

c)izochoryczna V = const.

p₁ / p₂ = T₁ / T₂

L_{1 - 2} = 0

Q_{1 - 2} = ΔU_{1 - 2} = mc_v(T₂ - T₁)

L_{t 1 - 2} = - V(p₂ - p₁)

ΔS_{1 - 2} =m c_v ln T₂ / T₁

d)adiabatyczna Q_{1 - 2} = const.

L_{1 - 2} = -ΔU_{1 - 2} = -m c_v (T₂ - T₁)

L_{t 1 - 2} = -ΔI = m c_p (T₁ - T₂)

e)politropowa - przemiana o równaniu podobnym do równania adiabaty, a mianowicie

gdzie m nie jest wielkością określoną przez rodzaj czynnika , jak wartość k dla adiabaty, lecz może przyjmować wartości dowolne. Politropa przy odpowiednich wartościach wykładnika m może reprezentować wszystkie przemiany charakterystyczne.

p.izotermiczna , m=1, pV = idem , T = idem, c = c_t = ∞, c = dq / T ⇒ c_t = ∞

p.izobaryczna, m=0, V/t = idem, p=idem, c = c_p

p.izentropowa, m=ℵ, pV^ℵ = idem, s=idem, c = 0

p.izochoryczna, m=∝, p/T = idem, v=idem., c = c_v

Przemiany nieodwracalne:

z tarciem,

przepływ masy odbywa się przy skończonej liczbie stężeń.

1.Dławienie: adiabatyczno - izoenergijne , adiabatyczno - izoentalpowe

2.Adiabata nieodwracalna

3.Dyfuzja.

ad.1. Dławienie - ekspansja czynnika przy czym praca ekspansji czynnika jest częściowo zużywana na pokonywanie siły tarcia.

Dławienie adiabatyczno - izoenergijne

Zawór zamknięty w jednej komorze gazu.

W przypadku gdy samoczynny przepływ gazu z drugiego zbiornika do pierwszego to mówimy tu o dławieniu adiabatyczno - izoenergijnym.

Dławienie adiabatyczno - izoentalpowe

ad 2.Przemiana adiabatyczna odwracalna

Q=0, Q_f = 0

Przemiana adiabatyczna nieodwracalna.

Q = 0, Q_f ≠ 0

Ad. 3 Dyfuzja - ruch masy spowodowany różnicą stężeń.

p_i = ciśnienia cząstkowe ulęgają obniżeniu.

Przemiana nieodwracalna bo nie możliwe jest samoistne rozdzielenie cząsteczek Δ i o.

Bilansowanie.

1.Układ musimy wydzielic z otoczenia osłona bilansową.

2.Musimy uwzględnić pracę mechaniczną wykonaną przy odkształcaniu osłony bilansowej.

3.W przypadku jeżeli prędkość układu i położenie układu ulegają zmianie należy uwzględnić pracę wykonaną przez siły przemieszczające układ.

4.Jeżeli struga substancji dopływającej lub odpływającej przecina osłonę bilansową , trzeba uwzględnić pracę związaną z przecięciem osłony bilansowej.

5.Znakowanie - ciepło doprowadzone do układu ma znak dodatni, wyprowadzone znak ujemny. Praca doprowadzona do układu znak ujemny, wyprowadzona znak ujemny.

Bilansowanie idealnej maszyny przepływowej.

Bilansowanie układu turbina - generator.

Wykres indykatorwy sprężarki:

1-2 sprężanie 2-3 wytłumienie (oddawanie ciepła) 3-4 rozprężanie 4-1 zasysanie (pobranie ciepła)

sprawność pompy grzejnej -

Sprawność ziębiarki -

Elementarne ciepło pochłonięte przez czynnik- zmiana elementarna entalpii pomniejszona o iloczyn objętości i elementarnej zmiany ciśnienia dQ_c=dI-Vdp

Rzeczywista pojemność cieplna - rzeczywiste ciepło właściwe

---