1. Podstawowe pojęcia w termodynamice: układ, otoczenie, osłona bilansowa.
(UKŁAD) TERMODYNAMICZNY– jest to część przestrzeni materialnej, stanowiąca przedmiot danego rozważania, ograniczona powierzchnią materialną lub abstrakcyjną.

Powierzchnia ograniczająca może ulegać zmianom w czasie. Jeśli przez powierzchnię ograniczającą może przepływać substancja materialna, układ taki nosi nazwę układ otwarty, jeśli przepływ nie jest możliwy, układ nazywa się układem zamkniętym. Układ termodynamiczny może stanowić również część przestrzeni złożoną tylko z niektórych elementarnych cząstek materii, znajdujących się między pozostałymi cząsteczkami, co ma sens wówczas, gdy równowaga w układzie ustala się szybciej niż w pozostałej części przestrzeni.

Układy termodynamiczne mogą być bardziej skomplikowane i zawierają wewnętrzne ograniczenia w postaci np. ścianek o specjalnych właściwościach lub rozważa się kilka układów działających wzajemnie na siebie.

OTOCZENIE – otoczeniem nazywa się pozostała część przestrzeni, poza rozpatrywanym układem, która może wywierać wpływ na ten układ, przed wszystkim przez oddziaływanie energetyczne. W otoczeniu mogą się również znajdować inne układy termodynamiczne poza rozpatrywanym.

OGRANICZENIE UKŁADU (OSŁONA BILANSOWA) – układ ograniczony jest często pewnymi powierzchniami, które mogą być materialne bądź abstrakcyjne. Powierzchnie te bywają często nazywane osłonami lub ściankami ograniczającymi i ze względu na dogodność rozważań przypisuje się im pewne właściwości. Właściwości te są związane z możliwością przepływu substancji bądź ciepła, i w szczególności rozróżnia się następujące rodzaje ścianek:

- ścianka nieprzepuszczalna, która nie pozwala na przepływ substancji materialnej;

- ścianka półprzepuszczalna, która pozwala na przepływ jakiegoś składnika mieszaniny, natomiast jest nieprzepuszczalna dla pozostałych składników – ma ona oczywiście sens gdy substancja znajdująca się w układzie jest mieszaniną różnych ciał czy składników;

- ścianka diatermiczna, która jest nieprzepuszczalna dla substancji materialnej, lecz pozwala na przepływ ciepła;

- ścianka adiabatyczna, która pozwala na przepływ substancji i nie dopuszcza wymiany ciepła.

2. Parametry stanu układu. Jednostki miary, przekształcanie jednostek ciśnienia (przykłady zamiany:mmH2O,mmHg,Pa,bar,at)
PARAMETRY STANU – wielkości fizyczne bezpośrednio mierzalne zależne wyłącznie od aktualnego stanu układu, nie zależą od jego historii. Wyodrębnia się w celu matematycznego opisu układu. Dzielą się na parametry mechaniczne (m – masa, p – ciśnienie, F – siła, w – prędkość, a – przyśpieszenie, h – wysokość, V – objętość) oraz termiczne (T,t – temperatura, υ - objętość właściwa).

Na podstawie parametrów stanu oblicza się funkcje stanu. Są to wielkości które określają stan energetyczny układu, nie są bezpośrednio mierzalne i nie zależą od historii układu. Dzielą się podobnie jak parametry stanu na: mechaniczne (np. energię mechaniczną lub kinetyczną) i termodynamiczne (np. energię wewnętrzną, entalpie, entropię).

JEDNOSTKI MIARY – w termodynamice stosuje się jako podstawowe wielkości: długość, czas, masę i temperaturę, jako podstawowe wymiary – wymiary tych wielkości, a jako podstawowe jednostki miary: metr, sekundę, kilogram, kelwin – podstawowe jednostki Międzynarodowego Układu Jednostek Miar SI.

Zależności podstawowe:

• warunki normalne fizyczne: , ;

• warunki normalne umowne: , ;

Ciśnienie:

pascal:

bar:

atmosfera techniczna:

atmosfera fizyczna:

tor:

milimetr słupa wody:

3. Ilość substancji. Znaczenie pojęć: masa, objętość normalna, gęstość normalna

W termodynamice podstawową miarą substancji jest ilość cząstek. Dla gazów doskonałych prawo Avogarda podaje jednostkę N_A=6,02544⋅10²³=1 mol gazu doskonałego

Ilość cząstek w [kmol] n gazu m=n⋅M

gdzie: m – masa spoczynkowa

M – masa drobinowa

Dla gazów często stosuje się jednostkę ilości substancji wyrażoną w [m³_normalny]SI, w [m³_umowny] fizycznie

Jeden metr sześcienny (ilość substancji) w układzie SI jest to taka ilość substancji gazu, która w warunkach normalnych (t=0°C, p=0,1[MPa]) zajmuje objętość (jednostka objętości) (dla układu fizycznego warunki umowne to t=0°C, 1 atmosfera fizyczna [at_f­]

Wszystkie wielkości zależne od ilości substancji nazywamy wielkościami ekstensywnymi (V, m, n, U, J, S), wielkości, które nie zależą od ilości substancji intensywnymi (v, ρ, p, T, (M_u) (M_v))

sens fizyczny gęstości normalnej jest taki sam jak masy normalnej i są one od siebie bezpośrednie zależne.

4. Równanie stanu substancji, omówić na przykładzie równania Clapeyrona.

- równanie stanu Clapeyrona.

Równanie dla jednego kilograma gazu ma postać:

gdzie R – wielkość stała nazywana indywidualną stałą gazową

Rozróżnia się cztery postacie równania Claperyona:

I. ;

II. ;

III. ;

IV.

Jeżeli podzieli się stronami dwa równania stanu dla stanów 1 oraz 2 przy tej samej ilości gazu doskonałego (m=idem) oraz tych samych objętościach:

to otrzymuje się:

5. Rodzaje czynników termodynamicznych. Różnice pomiędzy gazem doskonałym, półdoskonałym i rzeczywistym.

Gaz rzeczywisty charakteryzuje się następującymi własnościami, które w modelach gazu doskonałego i półdoskonałego nie są uwzględnione:

• Cząstki gazu mają skończoną objętość >0

• Między cząsteczkami zachodzą silne i słabe oddziaływania (przyciąganie i odpychanie)

• Atomy w cząsteczce gazu połączone są sprężyście i wykonują oscylacje wokół położenia równowagi

W modelu gazu półdoskonałego uwzględnia się oscylacje cząstek co skutkuje tym, że

C_p=C_p(T) i C_v(T)=C_v są zależne od temperatury

W gazie półdoskonałym nie uwzględnia się oddziaływań i skończonych obj. drobin.

W gazie doskonałym nie uwzględnia się również drgań atomów stąd C_p=const C_v=const niezależne od temp.

Gaz rzeczywisty zachowuje się jak gaz półdoskonały. Jeżeli jego ciśnienie jest niskie ponieważ wtedy wpływ sił oddziaływania międzycząsteczkowego i skończonej obj. cząstek jest niewielki gdyż są one między sobą w wystarczającej dużej odległości. Jeżeli dodatkowo temp. gazu jest niska to drgania atomów w drobinie gazu są małe wtedy gaz można traktować jako doskonały.

6. I zasada termodynamiki, bilans energii układu. Rodzaje energii.

I Zasada Termodynamiki – zasada zachowania ilości substancji.

Podstawowe sformułowanie Ilość energii układu odosobnionego nie zmienia się

Inne Podczas przemiany termodynamicznej ilość doprowadzonej substancji zostaje zużyta na przyrost ilości substancji w układzie oraz substancję wyprowadzoną.

Jeszcze inne Energia doprowadzona zużywa się na przyrost energii układu i energię wyprowadzoną.

W układzie przepływowym wprowadzamy strumienie energii:

(analogicznie dla moli mn)

W układzie przepływowym pracującym w stanie ustalonym nie jest możliwy przyrost ilości i energii w czasie, stąd:

Postacie energii: wewnętrzna termiczna, potencjalna,

kinetyczna, chemiczna, jądrowa,

Zakłada się umownie (gaz), że:

7. Praca w termodynamice. Praca bezwzględna, techniczna i użyteczna. Praca wewnętrzna i zewnętrzna przemiany.

Pracą bezwzględną – nazywamy pracę wykonana przez czynnik termodynamiczny wówczas, gdy ciśnienie otoczenia jest równe zeru.

gdzie: p – bezwzględne ciśnienie

statyczne czynnika V – objętość.

Praca bezwzg. jest dodatnia, jeżeli objętość

czynnika podczas przemiany wzrasta

Pracę użyteczną – otrzymujemy po odjęciu pracy

otoczenia od pracy bezwzględnej

Praca techniczna –

Praca zewnętrzna przemiany – jest to część pracy układu, która przechodzi przez osłonę bilansową do otoczenia (w obie strony).

Paca wewnętrzna przemiany - jest to część pracy układu, która na skutek tarcia i innych zjawisk pozostaje w układzie zmieniając się na ciepło:

9. Ciepło w termodynamice. Ciepło właściwe, średnie, rzeczywiste i zależności pomiędzy nimi.
Ciepło przemiany – jest sumą ciepła wewnętrznego przemiany (Q_w1-2) i zewnętrznego przemiany (Q_z1-2);

Wielkości średnie dla przemiany 1-2:

Pojemność cieplna układu ( lub substancji) – zdolność do magazynowania ciepła przy wzroście temperatury: .

Właściwa pojemność cieplna -

Właściwa molowa pojemność cieplna -

Ciepłem właściwym c ciała nazywamy ilość ciepła potrzebną do ogrzania 1kg ciała o 1^oC(1K). Dla gazów odróżniamy ciepło właściwe przy stałej objętości c_v i ciepło właściwe przy stałym ciśnieniu c_p.

Rzeczywiste chwilowe wielkości:

Rzeczywiste ciepło właściwe – ciepło właściwe ustalone nieskończenie małego przyrostu temperatury dt.

; ; ;

Średnie ciepło właściwe:

Obliczanie średniego ciepła właściwego: ;

Zależność pomiędzy ciepłem właściwym i średnim:

Ciepło właściwe odniesione do 1 kmola:

Ciepło właściwe odniesione do 1μm³:

10. Funkcje stanu układu. Reguła Gibbsa. Entalpia. Energia wewnętrzna.
Reguła Gibsa-Jeśli w układzie termodynamicznym liczba rożnych faz w nim zawartych (wspołistniejących w stanie rownowagi termodynamicznej) jest rowna F, liczba rożnych

składnikow wynosi K, zaś liczba stopni swobody (czyli liczba niezależnych parame-

trow termodynamicznych określających jednoznacznie stan układu) jest rowna I,

to słuszna jest rowność

I = K − F + 2.

Entalpia-To wielkość termodynamiczna określająca stan termodynamiczny układu i równa jest sumie energii wewnętrznej U układu oraz iloczynowi jego objętości i ciśnienia. Zmiana entalpii przy stałym ciśnieniu jest miarą ilości ciepła wymienionego przez układ z otoczeniem. I – entalpia, U – energia wewnętrzna, p – ciśnienie statyczne bezwzgl., V – objętość całkowita ciała. I = U + p V. Entalpia jest funkcją tych samych parametrów stanu co energia wewnętrzna.

Energia wewnętrzna- (oznaczana zwykle jako U lub Ew) w termodynamice – całkowity zasób energii układu stanowiący sumę energii oddziaływań międzycząsteczkowych i wewnątrzcząsteczkowych układu, a także energii ruchu cieplnego cząsteczek oraz wszystkich innych rodzajów energii występujących w układzie.

Wartość energii wewnętrznej jest trudna do ustalenia ze względu na jej złożony charakter. W opisie procesów termodynamicznych istotniejsza i łatwiejsza do określenia jest zmiana energii wewnętrznej. Na przykład dla gazu doskonałego jedyną składową energii wewnętrznej, która może się zmieniać, jest energia kinetyczna cząsteczek gazu. Stąd zmiana energii wewnętrznej równa jest zmianie energii kinetycznej cząsteczek. Wynika stąd, że gdy energia wewnętrzna gazu pozostaje stała, nie zmienia się również temperatura gazu doskonałego.

Energia wewnętrzna jest jednym z potencjałów termodynamicznych. Według I zasady termodynamiki energia wewnętrzna stanowi jednoznaczną funkcję stanu, którą dla gazu można wyrazić przez dowolne dwa parametry stanu, np. ciśnienie, temperaturę, objętość właściwą, entalpię, entropię i inne.

Energia wewnętrzna

11. II zasada termodynamiki. Pojęcie entropii.

Matematyczne ujęcie II zasady dynamiki jest możliwe przy użyciu pojęcia entropii. Entropię S ciała mającego temperaturę T ^oK określa równanie różniczkowe

gdzie wyraża pochłonięte przez ciało całkowite ciepło równe sumie ciepła pochodzącego z zewnętrznego źródła i ciepła tarcia powstałego wewnątrz ciała z pracy mechanicznej.

Równanie daje się łatwo scałkować w tych przypadkach, w których temperatura T ciała jest stała. Dlatego równanie to stosuje się przy obliczaniu przyrostu entropii źródeł ciepła oraz przyrostu entropii czynnika uczestniczącego przemianach izotermicznych.

Równanie odniesione do jednostki substancji przyjmuje postać:

Równania są słuszne zarówno dla przemian odwracalnych i nieodwracalnych.

Entropia jest funkcją stanu ciała, jest więc jednoznacznie określona jego parametrami. Parametrami układzie SI jednostką główną entropii jest 1J/deg = m²/(s² deg)

Entalpia ma własności addytywne, tj. entropia jest równa sumie entropii jego części składowych.

II Zasada Termodynamiki: mówi, że w układzie odosobnionym sumaryczna entropia wszystkich elementów tego układu podczas przemian nieodwracalnych rośnie, a podczas odwracalnych nie zmienia się.

Inne sformułowanie: suma przyrostów entropii wszystkich układów i substancji biorących udział w przemianie termodynamicznej jest równa 0 - gdy przemiany są odwracalne, a większe od 0 - gdy choć jedna z przemian jest nieodwracalna. Ponieważ wszystkie przemiany rzeczywiste są nieodwracalne to entropia całego wszechświata rośnie.

12. Równania kaloryczne substancji, przykład dla gazu doskonałego i inne.

Równania kaloryczne umożliwiają obliczenie funkcji stanu u, i, s na podstawie znajomości parametrów stanu. Dla substancji jednorodnej, jednofazowej, jednoskładnikowej jednoznacznie określającymi stan termodynamiczny są 3 parametry stanu: p, νT związane ze sobą równaniem stanu f(p,ν ,T)=0. Oznacza to, że znając dowolne 2 z tych parametrów znamy trzeci:

p=p(ν,T) ν=ν (p,T) T=T(p,ν)

stąd równania kaloryczne określające funkcje stanu wyprowadza się już tylko w funkcji 2 parametrów dla substancji

Ogólna postać różniczkowa:

Dla gazu pół-doskonałego:

Dla gazu doskonałego:

13. Przedstawić przemiany charakterystyczne gazu doskonałego w układach p-v, T-s, p-T.

Przemianą gazu doskonałego nazywamy proces zachodzący dla stałej masy gazu. W wyniku procesu zmianie ulegają pewne parametry stanu gazu, przy czym jeden z parametrów pozostaje stały.

• Przemiana izotermiczna (T = const.)

Równanie przemiany:

opisuje tzw. prawo Boyle’a-Mariotte’a:

Dla danej stałej masy gazu iloczyn jego ciśnienia i objętości jest wielkością stałą.

Wykresy przemiany izotermicznej w układach współrzędnych

p-V, p-T i V-T:

I zasada termodynamiki dla przemiany izotermicznej przybiera postać:

Q = –Wz lub Q = Wu, zaś ΔU = 0

Przykładem takiej przemiany jest bardzo powolne sprężanie gazu w naczyniu o ściankach dobrze przewodzących ciepło (temperatura gazu jest wówczas równa temperaturze otoczenia).

• Przemiana izobaryczna (p = const.)

Równanie przemiany:

opisuje tzw. prawo Guy-Lusaca:

Dla danej stałej masy gazu iloraz jego objętości i temperatury bezwzględnej jest wielkością stałą.

I zasada termodynamiki dla przemiany izobarycznej przybiera postać:

ΔU = Q + Wz (sprężanie izobaryczne) lub

ΔU = Q – Wz (rozprężanie izobaryczne)

Przykładem takiej przemiany jest ogrzewanie gazu w szczelnym naczyniu, które zamknięte jest ruchomym tłokiem mogącym się swobodnie przesuwać.

Wzory na obliczanie pracy, ciepła i zmiany energii wewnętrznej w przemianie izobarycznej:

W = p·ΔV = pּ(V2 – V 1)

(pole powierzchni pod wykresem przemiany w układzie p-V ma sens fizyczny pracy wykonanej przez gaz).

Q = n·cp·ΔT lub Q = m·Cp·ΔT

gdzie: Cp – ciepło właściwe masowe przy stałym ciśnieniu.

Ciepła właściwe molowe i masowe związane są zależnością:

cp·µ = Cp

ΔU = nּcVּΔT

lub ΔU = nּCVּΔT

gdzie: CV – ciepło właściwe masowe przy stałej objętości.

Między wielkościami Cp i CV zachodzą zależności zwane równaniem Meyera:

cp – cV = R

lub

• Przemiana izochoryczna (V = const.)

Równanie przemiany:

opisuje tzw. prawo Charlesa:

Dla danej stałej masy gazu iloraz jego ciśnienia i temperatury bezwzględnej jest wielkością stałą.

I zasada termodynamiki dla przemiany izochorycznej przybiera postać:

ΔU = Q (ogrzewanie izochoryczne) lub

ΔU = –Q (ochładzanie izochoryczne)

Wzory na obliczanie pracy, ciepła i zmiany energii wewnętrznej w przemianie izochorycznej:

W = 0

Q = nּcVּΔT lub Q = mּCVּΔT

ΔU = nּcVּΔT lub ΔU = nּCVּΔT

Przykładem takiej przemiany jest ogrzewanie gazu w szczelnie zamkniętym naczyniu, zbudowanym z materiału o bardzo małej rozszerzalności cieplnej.

• Przemiana adiabatyczna (p, V, T – zmieniają się, ale Q = 0)

Równanie przemiany:

pּVκ = const.

gdzie:

to wykładnik adiabaty.

Przykładem przemiany adiabatycznej jest sprężanie powietrza w silniku Diesla.

Wykres przemiany adiabatycznej w układzie p-V przypomina izotermę, ale adiabata jest bardziej stroma.

14. Przemiana izentropowa gazu doskonałego zależności pomiedzy parametrami przemiany p,v,T.

Przemiana izentropowa lub izoentropowa – proces termodynamiczny zachodzący przy stałej entropii właściwej. Odgrywa ona w technice stosunkowo dużą rolę, ponieważ może być jednocześnie adiabatą odwracalną (beztarciową, idealną). Izentropa może być także przemianą rzeczywistą, w której od czynnika odbierane jest ciepło równe ciepłu wewnętrznemu przemiany (ciepłu powstającemu wewnątrz czynnika w wyniku tarcia wewnętrznego). W rzeczywistości przemiana izentropowa jest praktycznie niespotykana, jednak w teorii maszyn cieplnych odgrywa istotną rolę. Jako adiabata odwracalna przewija się szczególnie w teorii sprężarek przepływowych i turbin cieplnych.

14. Ciepło właściwe gazu doskonałego - obliczanie na podstawie ilości stopni swobody.

Molowe ciepło właściwe (Mc_p/v) określa jaka ilość substancji jest potrzebna do podgrzania jednostkowej ilości gazu o 1°K w określonych warunkach. Możliwość „przechowywania” przez gaz ciepła wynika z możliwości nadania jego cząstkom energii kinetycznej. Atomom w cząstkach nadawana jest energia kinetyczna. Dla gazu 1-atomowego istnieją 3 stopnie swobody ruchu i E_k może być nadawana w każdym z nich. Dla gazu 2- i więcejatomowego E_k może być nadawana również w ruchu obrotowym te zależności są liniowe i dla gazu doskonałego przyjmuje się zasadę ekwipartycji – równego podziału E_k na każdy ss. Korzystając z tej zasady, można zapisać: (Mc_v)=0,5k(MR), gdzie k – liczba ss, (MR)=8,314[kJ/kmol⋅K]. Ponieważ z równań Meiera (Mc_p) – (Mc_v) = (MR) oraz κ=(Mc_p)/(Mc_v) – wykładnik adiabaty, zatem (Mc_p) również jest zależne od ilości ss.

Ilość atomów	Liczba ss. k	(Mcv)	(Mcp)	κ
1	3	1,5(MR)=12,47	2,5(MR)=20,78	1,67
2	5	2,5(MR)=20,78	3,5(MR)=29,10	1,4
3 i więcej	6	3(MR)=24,94	4(MR)=33,26	1,33

15. Ciepło właściwe przemiany politropowej - wyprowadzić zależność.

gdzie c- ciepło właściwe przemiany politropowej, ν - wykładnik politropy,

16. Podać prawa Leduca i Daltona dla mieszanin gazów. Zastępcze średnie wielkości właściwe.
Prawo Leduca: Suma objętości składnikowej wszystkich składników mieszaniny w tej samej temp.(T) i pod tym samym ciśnieniem (p) jest równa całkowitej objętości roztworu.

p,T p,T p.T p,T

V1 + V2 + Vk = V=sumaVi (i=1 do k)

Prawo Daltona: Prawo to oparte jest na założeniu, że każdy ze składników roztworu zachowuje się w roztworze tak jakby sam zajmował całą objętość pod swoim ciśnieniem składnikowym w tej samej temp. Z założenia tego wynika, że suma ciśnień składnikowych roztworu w tej samej obj. I temp. Jest równa ciśnieniu całkowitemu roztworu.

V,T V,T V,T V,T

p1 + p2 + pk = p=suma pi (i=1 do k)

2. z pr. Daltona

3. z pr. Leduca

_ (MR)=8,314(uniwersalna stała gazowa)

R- uśredniona indywidualna stała gazowa dla roztwór

_ _ _

(MR)=M*R M- masa drobinowa zastępcza

Zastępcze średnie wielkości właściwe:

17. Zdefiniować obieg termodynamiczny i wyprowadzić II zasadę termodynamiki dla obiegu.

Obiegi termodynamiczne- to taki cykl kolejnych przemian w którym koniec ostatniej przemiany pokrywa się z początkiem pierwszej, a stan układu po wykonaniu pełnego obiegu wraca do stanu początkowego.

Obieg ilustrujemy na wyk. p(v),T(s)

p(v)- układ pracy(Carnota)

T(s)- układ ciepła (Belpaire)

Obiegi dzielimy na prawobierzne (silnika) i lewobierzne ( pompa cieplna lub ziembiarka) w obiegu prawobieżnym kierunek poszczególnych przemian kolejnych pokrywa się z kierunkiem ruchu wskazówek zegara. Praca takiego obiegu jest pracą dodatnią a zatem oddawaną na rzecz otoczenia. Ciepło takiego obiegu jest również dodatnie czyli w obiegu prawobieżnym praca wykonywana jest kosztem ciepła dostarczanego z otoczenia. W biegu lewobieżnym jest odwrotnie tzn. praca i ciepło są ujemne czyli, że dla przekazania ciepła pomiędzy jego źródłami należy wykonać pracę. Na obrazie obiegu możemy wyróżnić punkty charakterystyczne. A i B to punkty adiabatyczne wyznaczone przez ograniczające obieg izentropowy. Punkty C i D wyznaczają ograniczające obieg izotermy. Dla obiegu prawo- bieżnego pomiędzy ACB następuje doprowadzenie ciepła do obiegu. Między BDA wyprowadzenie ciepła z obiegu.

II zasada termodynamiki dla obiegu.

z I zasadą Qd=Lob

z def. Obiegu

Równanie (x) sprzeczne jest z II zasadą termodynamiki która mówi że suma przyrostów entropii wszystkich ciał i układów biorących udział w dowolnej przemianie termodynamicznej może być równa 0 gdy przemiany np. odwracalne lub > 0 gdy nieodwracalne. Oznacz to, że nie może istnieć termodynamicznie taki silnik, który pobierałby energię tylko z jednego źródła ciepła bez tzw. Dolnego źródła do którego część energi jest oddawana. Silnik, który pracowałby w oparciu tylko o 1 źródło nazywamy perpetum mobile II rodzaju. Ostatecznie można sformułować II zasadę termodynamiki tak: nie jest możliwe istnienie perpetum mobile II rodzaju.

18. Wyprowadzić zależności określające sprawność silnika oraz efektywność grzania i ziębienia dla dowolnego obiegu.

Silnik Obieg prawobieżny:

Td>Tw

Ziembiarka Obieg lewobieżny

Td<Tot

Pompa ciepła

Td<Tw

19. Omówić obiegi: Carnota, Otto, Diesela,. Przedstawić na wykresach p-V i T-s.

Obieg Carnota ( teoretyczny) składa się z 2 izoterm i 2 izotrop

Obieg Otto

Założenia do obiegu są następujące

1.nie ma strat oporów na zaworach roboczych(przemiana1-2 pokrywa się z przemianą wydechu i można ją pominąć)

2. przemiany 2-3 i 4-5 odbywają się na tyle szybko że można założyć że nie ma wymiany ciepła czynnika z otoczeniem co przy przemianie odwracalnej oznacza s=idem

3.przemiana 3-4 spalania oraz 5-2 odbywają się na tyle szybko a ponadto w takiej chwili obrotu gdzie tłok porusza się najwolniej że można przyjąć że v=idem

Stąd obieg teoretyczny Otto składa się z 2 izenotrop i 2 izochrom.

Obieg Diesla

W obiegu rzeczywistym Diesla zapłon mieszanki następuje samoczynnie po sprężeniu czynnika w taki sposób że jego temp. Osiągnie temp. samozapłonu. Spalanie przebiega nieco inaczej niż w silniku Otto i modeluje się je jako przemianę izobaryczną. Można stąd wnioskować że trwa nieco dłużej i zaczyna się później niż w silniku Otto

Teoretyczny obieg Diesla składa się z 2 izentrop 1 izobary i 1 izochory.

20. Parametry opisujące stan mieszanin wielofazowych. Pojęcie stopnia suchości pary.

Stopień suchości pary nasyconej mokrej

x – jest to parametr, który stanowi zawartość pary nasyconej suchej do całkowitej ilości pary mokrej

• dla cieczy w punkcie pęcherzyków x = 0

• dla pary w punkcie rosy x = 1

Stopień suchości pary - parametr określający zawartość pary nasyconej w parze mokrej (mieszaninie cieczy nasyconej i pary nasyconej suchej).

gdzie:

mp - masa fazy gazowej (pary nasyconej suchej)

mc - masa fazy ciekłej (cieczy nasyconej) w parze mokrej.