1.
Sprężarka o stałej mocy wewnętrznej mocy 80 kW pracowała przez 4 godziny ze
sprawnością mechaniczną 0,80. Jaką pracę w kWh i w kJ doprowadzono do sprężarki?
80/ 0,8 *4= 400 kWh
1kWh= 3600 kJ czyli 400*3600= 1440000 kJ
2.
Co to jest równanie stanu? Czy równanie Clapeyrona jest równaniem stanu? Podać
jego postać
Równanie stanu jest to równanie wykazujące związek między parametrami układu. Takimi jak np.
ciśnienie, temperatura, ilość moli, objętość układu itp.
Tak równanie Clapeyrona jest równaniem stanu
Postać równania Clapeyrona: P*V= nRT
Gdzie : P – Ciśnienie
V – Objętość
n – ilość moli
R – Stała gazowa
T – Temp. w Kelwinach
3.
W jakiej przemianie ciśnienie czynnika jest stałe? Jaka jest pojemność cieplna
czynnika w takiej przemianie? Jak wyznaczyć pracę całkowitą i bezwzględną?
Pokazać obraz przemiany w układach Ts i pv.
Ciśnienie czynnika jest stałe w przemianie izobarycznej
Pojemność cieplna czynnika w takiej przemianie Cp jest większa od Cv.
Pracę bezwzględną można policzyć: L
1-2
= p*(V2-V1)
?praca calkowita?
4.
W jaki sposób bilansujemy substancję w procesach fizycznych, a w jaki w procesach
chemicznych?
Bilansując substancje używamy równania Substancja doprowadzona = przyrost ilości substancji w
układzie + ilość substancji wyprowadzonej z układu.
W procesach fizycznych równanie to można stosować oddzielnie do każdej substancji, natomiast w
procesach chem. Rownanie należy stosowac oddzielnie do każdego z pierwiastków.
5.
1 kmol metanu CH
4
zmieszano z 2 kmol tlenu. Podać skład molowy i gramowy
otrzymanego roztworu. Zakładając iż składniki zachowują się jak gaz doskonały
wyznaczyć pojemność cieplną właściwą przy stałym ciśnieniu takiego roztworu? Ja
wyznaczyć wykładni izentropy?
6.
Podać sposoby doprowadzania energii do układu. Co to jest energia wewnętrzna
układu? Kiedy należy uzwzględniać energię chemiczną?
Energię doprowadzać do układu można: za pomocą prądu el., przez wykonanie pracy mechanicznej,
poprzez przepływ ciapła, za pomącą strugi czynnika,
Energia wewnetrzna jest składnikiem energii układu, obok energi potencjalnej i kinetycznej, jej
głównymi składnikami są:
energia kinetyczna ruchu postępowego i obrotowego drobin,
energia ruchu drgającego atomow w drobinie
energia potencjalna w polu wzajemnego przyciągania się drobin
energia chemiczna, zwiazana z możliwocia przebudowy drobin,
energia stanow elektronowych,
energia jądrowa,
Energię chemiczną należy uwzględniać wówczas gdy mamy do czynienia z przemiana zwiazaną z
procesami chemicznymi.
7.
Podać definicję entalpii. Co to jest entalpia całkowita? Czym różni się od entalpii
spoczynkowej? Czy należy uwzględniać zmiany prędkości i zmiany wysokości
czynnika?
Entalpie definiuje się za pomocą wzoru Gibbsa :I = U + pV
I=u + pv
Gdzie :
U,I – energia wewnetrzna i entalpia
u,i – energia wewnetrzna i entalpia wasciwa
p – bezwzględne cisnienie statyczne
V,v = objętość całkowita i własciwa objętość ciała
Entalpia jest funkcją tych samych parametrow stanu co energia wewnętrzna
Entalpia rożni się od entalpi spoczynkowej tym że oblicza się ja ze wzoru F= I – TS (czyli od Entalpi
odejmuje się iloczyn TS )
Gdzie T- temp w kelwinach
S – Entriopia
Nie należy uwzględniac zmiany prędkości i zmiany wysokości czynnika.
8.
Co to jest praca bezwzględna? Co to jest praca techniczna? Jak zobrazować te prace w
układzie pV
Praca bezwzględna nazywamy prace wykonana przez czynnik termodynamiczny przy zmianie jego
objętości
Praca techniczna jest równa dostarczonemu ciepłu pomniejszonemu o zmiane entalpi
9.
Z czego składa się obieg Carnota? Pokazać ten obieg w Ts. Jaka jest sprawność silnika
działającego wg tego obiegu? Jaką maksymalną sprawność można uzyskać w silniku
cieplnym?
Obieg Carnota sklada się z dwóch przemian izotermicznych i dwóch przemian adiabatycznych.
Sprawność silnika można obliczyc wzorem ni= 1- (Q
2
/Q
1
)
?Jaka maksymalna?
10.
Omówić obieg Clausiusa Rankine'a. W jaki sposób można zwiększyć sprawność
elektrowni parowej?
11.
Co to są parametry termiczne roztworu? Jakie parametry termiczne należy znać aby
jednoznacznie opisać stan gazu doskonałego? Jakie równanie wiąże parametry stanu?
Parametrami termicznymi nazywamy takie parametry jak temperatura, cisnienie, objętość
włąsciwa(??).
Aby jednoznacznie opisac stan gazu doskonalego należy znac parametry: Ciśnienie, objętość,
temperatura,
Równanie Clapeyrona (??)
12.
Co to jest praca użyteczna?
Pracą użyteczną nazywamy pracę która zostaje po odjęciu od wartości pracy bezwzględnej pracę
wykorzystaną na pokonanie sił zewnętrznych np. Ciśnienia na zewnątrz tłoka.
13.
Podać sformułowanie pierwszej zasady termodynamiki. Co to jest perpetuum mobile
pierwszego rodzaju?
1 zasada termodynamiki mówi: Wartość Energi doprowadzonej do układu jest równa sumie przyrostu
energii układu i energi wyprowadzonej z układu.
Perpetuum mobile pierwszego rodzaju – jest to taki silnik który wykonuje prace bez zasilania energi z
zewnątrz
14.
Podać sposoby doprowadzania i wyprowadzania energii z układu.
Doprowadzanie i wyprowadzanie:
a) Za pomocą prądu elektrycznego
b) Przez wykonanie pracy mechanicznej
c) Przez przeplyw ciepła
d) Za pomocą strugi czynnika
15.
W jakiej przemianie praca bezwzględna jest równa zeru? Jakie jest równanie tej
przemiany?
Praca bezwzględna jest równa zeru w przemianie izochorycznej (V=const) w układzie zamkniętym.
Rownanie: p
2
/p
1
=T
2
/T
1
Gdzie p i T to odpowiednio cisnienie i temperatura.
16.
Co to jest sprawność wewnętrzna turbiny? Zobrazować rozprężanie gazu doskonałego
w nieodwracalnej turbinie adiabatycznej na wykresie T-s.
Sprawność wewnętrzna turbiny jest to iloraz różnic:
Gdzie :
i
1
– entalpia czynnika przed turbiną
i
2
– entalpia czynnika za turbiną
i
2s
– entalpia czynnika za turbiną po ekspansji izentropowej
17.
W jakich jednostkach można wyrażać ilość substancji?
Ilośc można wyrazic za pośrednictwem masy (bądź ciężaru) lub w molach.
Np. 1 kg, kg
n
, 1 mol
18.
Co to jest praca wykresowa silnika tłokowego?
jest to pole objęte krzywą wykresu indykatorowego L
wk
Przekazywana jest przez czynnik tłokowy
maszyny.
19. Co to jest perpetuum mobile drugiego rodzaju?
Perpetuum mobile drugiego rodzaju, to cykliczna maszyna, która zamienia energię cieplną na pracę
mechaniczną bez wzrostu całkowitej entropii. Taką maszyną byłby np. silnik cieplny pobierający z
otoczenia ciepło, które następnie zamieniane byłoby całkowicie na pracę. Silnik taki nie oddawałby
ciepła do otoczenia, a jego sprawność wynosiłaby 100%. (Wiki)
20. W jakiej przemianie praca techniczna jest równa zeru? Jakie jest równanie tej
przemiany dla gazu doskonałego?
W przemianie izobarycznej (p=const) praca tech=0.
Rownanie: v
2
/v
1
=T
2
/T
1
Gdzie v i T to objętość i temp.
21. Co to jest sprawność wewnętrzna sprężarki? Zobrazować sprężanie gazu doskonałego
w nieodwracalnej turbinie adiabatycznej na wykresie T-s
Sprawnością wewnętrzna sprężarki nazywamy iloraz:
ni= |l
0
|/|l
i
|=(i
2s
-i
1
)/(i
2
-i
1
)
Gdzie
i
1
– entalpia czynnika przed spreżarką
i
2
– entalpia czynnika za sprężarką
i
2s
– entalpia czynnika za spręzarką po ekspansji izentropowej
l0 – to teoretyczna praca techniczna
l1 – to praca wewnętrzna
wykres (??)
22.
Scharakteryzować przemianę izentropową. Kiedy przemiana adiabatyczna jest
izentropą?
Przemiana izentropowa zachodzi przy stałej entropi właściwej. Może być jednocześnie adiabatą
odwracalną (beztarciową, idealną).(??)
Przemiania adiabatyczna jest izentropą wtedy gdy podczas tej przemiany entropia właściwa=const.
23. Co to jest pompa ciepła? Pokazać obieg pompy na wykresie T-s
Pompa ciepła jest to maszyna cieplna w której wymuszany jest przepływ ciepła z obszaru o niższej
temperaturze do obszaru o temperaturze wyższej. Proces ten przebiega wbrew naturalnemu
kierunkowi przepływu ciepła i zachodzi dzięki dostarczonej z zewnątrz energii mechanicznej (w
pompach ciepła sprężarkowych) lub energii cieplnej (w pompach absorpcyjnych).
Q
zu
– q dostarczone
Q
ab
– q odebrane
24. Co to jest transformator ciepła?
są to urządzenia nie wykonujące pracy, lecz będące w kontakcie z co najmniej trzema źródłami ciepła
o różnych temperaturach. Jednozadaniowe transformatory ciepła mogą spełniać rolę pompy grzejnej
lub ziębiarki. Znaczenie praktyczne maja tylko trzy przypadki, w których ciepło napędowe Qn jest
dodatnie, podczas gdy łączna liczba możliwych wariantów wynosi 6.
25. Co to jest ciśnienie barometryczne? Co to jest ciśnienie manometryczne?
Ciśnienie barometryczne (???) chyba ze chodzi o cisnienie bezwzględne to każdy wie co to
jest :P
Cisnienie manometryczne jest to różnica pomiędzy ciśnieniem bezwzględnym czynnika, a
cisnieniem bezwzględnym otoczenia
26. Podać definicję gazu doskonałego, półdoskonałego i rzeczywistego. Czy, a jeżeli tak
to kiedy parę wodną można traktować jak gaz doskonały?
Gaz doskonały to hipotetyczny gaz, którego drobiny nie przyciągają się wzajemnie, są
nieskończenie małe i sztywne (wewnątrz drobin nie występują drgania).
Gaz półdoskonaly różni się od doskonalego tym ze w jego drobinach występują drgania
(atomy wchodzące w skład drobiny są powiązane sprężyście).
Gaz rzeczywisty zachowuje się jak półdosonaly pod dostatecznie niskim cisnieniem, w miare
rozrzadzenia gazy siły wzajemnego przyciągania i wpływ objętości własnej drobin
zmniejszają się .
Tak można parę traktować jako gaz doskonały (lub półdoskonały) lecz tylko wtedy gdy para
ma dostatecznie niskie ciśnienie.
27. Co to jest praca techniczna?
Jest to praca wykonana przez maszynę przeplywową, która jest sumą pracy L
n
(napełniania), L
1-2
(przemiany w układzie zamknietym) i L
w
(wytłaczania).
28. Do niezaizolowanego zbiornika doprowadza sie gaz. Jakie składniki należy
uwzględnić w bilansie energii?
Cisnienie p1, p2, t1, t2, V zbiornika, ilość substancji (tego gazu) nie wiem co jeszcze (???)
29. pokazać na wykresie T-s obieg dowolnego silnika cieplnego i obieg dowolnej pompy
ciepła. Podać przykład technicznej realizacji takich obiegów.
(???)
30. Omówić przemianę adiabatyczną
Jest to przemiana, w której układ w którym zachodzi ta przemiana jest idealnie zaizolowany
(straty do otoczenia= 0). Przemianę tę można realizować dzięki użyciu osłon adiabatycznych
lub wówczas, gdy proces zachodzi na tyle szybko, że przepływ ciepła nie zdąży nastąpić.
31. Jak wyznacza się entalpię mokrej pary wodnej?
Nie wiem z wykresu?(???)
32. Co to jest stopień suchości pary? Jaki jest stopień suchości pary przegrzanej?
Jest to parametr określający zawartość pary nasyconej w parze mokrej (mieszaninie cieczy nasyconej
i pary nasyconej suchej).
m
p
- masa fazy gazowej (pary nasyconej suchej)
m
c
- masa fazy ciekłej (cieczy nasyconej) w parze mokrej.
Stopien suchoci pary przegrzanej 1(???)
33. Co to jest punkt potrójny? Co to jest punkt krytyczny?
Punkt potrójny jest to stan, w jakim dana substancja może istnieć w trzech stanach skupienia
równocześnie w równowadze termodynamicznej.
Punkt krytyczny to punkt, w którym występują warunki krytyczne definiujące stan układu fizycznego
oddzielające stany o odmiennych właściwościach (ciecz - para nasycona), w którym nie można
rozróżnić obu stanów (cieczy i pary nasyconej).
34. Co to jest punkt pęcherzyków? Co to jest punkt rosy?
Punktem pęcherzyków nazywamy stan cieczy w którym rozpoczyna się proces wrzenia (dla
wody to np. 100 stopni C przy cisnieniu 1013 hPa)
Punktem rosy to temperatura, w której, przy danym składzie gazu lub mieszaniny gazów i
ustalonym ciśnieniu, może rozpocząć się proces skraplania gazu.
35. Jak wyznaczyć entalpię pary przegrzanej? Jakie parametry muszą być znane?
(???)