II. Zákon termodynamiky

Prezentace na téma: "II. Zákon termodynamiky"— Transkript prezentace:

1 II. Zákon termodynamiky
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ - ENERGETICKÝ ÚSTAV ODBOR TERMOMECHANIKY A TECHNIKY PROSTŘEDÍ II. Zákon termodynamiky doc. Ing. Josef ŠTETINA, Ph.D. Seminář aplikované termomechaniky Předmět 3. ročníku BS

2 FORMULACE II. ZTD Není možno sestrojit periodicky pracující stroj, který by trvale odebíral teplo z tepleného zásobníku a konal tomuto ekvivalentní práci. (Plank, Thomason) Ideální oběh s největší účinností mezi dvěma teplotami je Carnotův oběh. Maximální účinnost tohoto oběhu závisí jen na teplotě a nezávisí na pracovní látce. Skládá se ze dvou izoterem a dvou adiabat. (Carnot) Teplo nemůže samovolně přecházet z tělesa o teplotě nižší na těleso o teplotě vyšší. (Clausius) Matematická formulace > nevratné = vratné William Kelvin ( ) Rudolf Clausius ( ) Sadi Carnot ( ) [J/K]

3 ENTROPIE Entropie S [J/K] Měrná entropie s [J/(kg.K)]
Entropie určuje směr vývoje soustavy Entropie umožní dokázat nevratné termodynamické děje Entropie určuje pravděpodobnost systému Entropie určuje míru disipace látky či energie Entropie určuje míru neuspořádání systému Entropie určuje míru znehodnocení kvality systému

4 STAVOVÉ VELIČINY Výška je stavová veličina stejně jako teplota, tlak, měrný objem, vnitřní energie entalpie a entropie – nezávisí na cestě. Trasa na kopec není stavová veličina stejně jako objemová práce, technická práce a teplo.

5 TEPELNÉ STROJE JSOU ZALOŽENÉ NA ROZDÍLU TEPLOT
Solární elektrárna ve Španělsku 50 kW

6 ÚČINNOST © The McGraw-Hill Companies, Inc.,1998V

7 Přesnost u laboratorních měření je až 0,2 K
TERMICKÁ ÚČINNOST Přesnost u laboratorních měření je až 0,2 K Parní stroj % Parní turbína 30 % Benzínový spalovací motor 32 % Naftový motor 43 %

8 MODERNÍ SPALOVACÍ MOTORY

9 PRACOVNÍ CYKLUS SPALOVACÍHO MOTORU

10 II. ZTD

11 CARNOTŮV PŘÍMÝ CYKLUS

12 CARNOTŮV OBRÁCENÝ CYKLUS

13 EFEKTIVITA CYKLŮ Motory, turbíny Termická účinnost (0-1)
Obvykle pod 0,5 Chladicí faktor Koeficient znásobení COP - Coefficient of performance Obvykle 4 a více Chladicí zařízení Topný faktor Koeficient znásobení COP - Coefficient of performance Obvykle 4 a více Tepelná čerpadla

14 PŘÍKLADY OBRÁCENÝCH CYKLŮ