Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

I. Věta termodynamická ΔU = U 2 – U 1 = W + Q dU = dQ + dW Zvýšení vnitřní energie ΔU uzavřené soustavy odpovídá z okolí dodanému teplu a dodané práci.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "I. Věta termodynamická ΔU = U 2 – U 1 = W + Q dU = dQ + dW Zvýšení vnitřní energie ΔU uzavřené soustavy odpovídá z okolí dodanému teplu a dodané práci."— Transkript prezentace:

1 I. Věta termodynamická ΔU = U 2 – U 1 = W + Q dU = dQ + dW Zvýšení vnitřní energie ΔU uzavřené soustavy odpovídá z okolí dodanému teplu a dodané práci. Práce a teplo jsou ekvivalentní, změna stavu soustavy vyjádřená ΔU nezávisí na tom, v jakém poměru se na ní obě formy výměny energie podílí. Teplo je mikrofyzikální - neuspořádaná forma výměny energie, práce je makrofyzikální - uspořádaná forma výměny energie. Je zřejmé, že pro cyklický děj platí:

2 I. Věta termodynamická Entalpie Za izobarických podmínek (běžné podmínky za atm. tlaku) pro dodanou objemovou práci platí: W = -p ΔV Při dodané obj. práci dochází ke zmenšení objemu soustavy, tj. V 2 < V 1, tj. ΔV < 0 (konvence – počáteční stav je vždy odečítán od koncového) ΔU = Q - p ΔV dU = dQ – pdV dQ = dU + pdV = dU + dpV = d(U + pV) = dH ΔH = ΔU + p ΔV Přírůstek entalpie je roven teplu přijatému za konst. tlaku soustavou, nekonala-li se jiná práce než objemová. Entalpie je pro vyhodnocování procesů výhodná – je měřitelná V obecnosti však může být s okolím vyměněna i jiná forma práce než práce objemová (plyn)

3 I. Věta termodynamická Tepelné kapacity Za konst. objemu se teplo nespotřebovává na objemovou práci Totální diferenciály stavových funkcí v prostoru nezávisle proměnných

4 I. Věta termodynamická Aplikace na ideální plyn Pro ideální plyn vedle stavové rovnice pV = nRT platí: Změna vnitřní energie ideálního plynu závisí pouze na teplotě Teplotní změny

5 I. Věta termodynamická Aplikace na ideální plyn Izotermická vratná změna objemu nebo tlaku

6 I. Věta termodynamická Aplikace na ideální plyn Vratná adiabatická expanze dQ = 0, dU = -pdV Dosazení za p ze stavové rovnice a vydělení T Integrace Adiabata Viz stavová rovnice Dosazení nR = C p - C V

7 II. Věta termodynamická Carnotův cyklus a jeho účinnost Druhá věta termodynamická v jedné z mnoha možných formulací konstatuje: Nelze přeměnit teplo samovolným dějem na ekvivalentní práci. Důsledky tohoto principu lze rozpracovat v rámci popisu účinnosti tzv. Carnotova tepelného stroje. Jde o čistě abstraktní konstrukci cyklicky pracujícího tepelného stroje reprezentovanou dvěma tepelnými zásobníky s teplotami T2 > T1 a vlastní soustavou vyměňující si s těmito zásobníky teplo a odevzdávající či přijímající práci od okolí. V rámci jednoho cyklu proběhnou 4 reverzibilní děje a míra neuspořádanosti soustavy je na konci cyklu rovna počáteční. Pracovním mediem je ideální plyn (1 mol).

8 II. Věta termodynamická Carnotův cyklus a jeho účinnost 1.Izotermická vratná expanze při teplotě T 2 – plyn expanduje z objemu V 1 na V 2, přičemž z tepelného zásobníku o teplotě T 2 odebere teplo +Q 2 a vykoná (do okolí odevzdá) práci –W Adiabatická vratná expanze – plyn expanduje bez výměny tepla s okolím na objem V 3, přičemž vykoná (do okolí odevzdá) práci - W 2 a ochladí se na teplotu T Izotermická vratná komprese při teplotě T 1 – plyn je vynaložením práce +W 3 (tj. přijetím práce od okolí) stačen na objem V 4, přičemž chladnějšímu zásobníku odevzdá teplo -Q Adiabatická vratná komprese – plyn se bez výměny tepla s okolím stlačí vynaložením práce +W 4 zpět na objem V 1, přičemž se ohřeje na výchozí teplotu T 2

9 II. Věta termodynamická Carnotův cyklus a jeho účinnost Účinnost tohoto stroje, jež přeměňuje teplo na práci, je samozřejmě dána jako poměr vykonané práce k odebranému teplu. Stroj je adiabaticky izolován od okolí - vnitřní energie pracovního plynu se po proběhnutí cyklu vrátí na výchozí hodnotu - ΔU = 0.


Stáhnout ppt "I. Věta termodynamická ΔU = U 2 – U 1 = W + Q dU = dQ + dW Zvýšení vnitřní energie ΔU uzavřené soustavy odpovídá z okolí dodanému teplu a dodané práci."

Podobné prezentace


Reklamy Google