· Isotermiline protsess - T on const, siis temperatuur ja seega ka siseenergia ei muutu · Isobaariline konstantseks jääb rõhk · Isohooriline konstantne on ruumala Carnot ringprotsess TD 1. Printsiip ring-protsessi ühe tsükli jooksul tehtud töö on võrdne süsteemile antud soojushulgaga ........ Carnot ringprotsess toimub ideaalse gaasiga ideaalses soojusmasinas. Ringprotsess koosneb neljast etapist 1-2 isoterm 2-3 adiabaat 3-4 isoterm 4-1 adiabaat, esimeses kahes paisub ja siis toimub kokkusurumine Carnot ringprotsessi kasutegur sõltub ainult soojendi ning jahuti temparatuuridest. Mida suurem on see temperatuuride vahe, seda suurem on kasutegur.
1. Termodünaamika on soojusnähtuste makrokäsitlus, mis tugineb kahele mittetõestavale printsiibile: termodünaamika esimesele ja teisele printsiibile. Termodünaamika on teadusharu, mis käsitleb soojusülekandega seotud kõige üldisemaid seaduspärasusi. 1.printsiip väljendab sisuliselt energia jäävuse seadust. Kui soe ja külm keha kokkupanna siis mingi aja jooksul võrdsustub temperatuur. 2.printsiip. Looduses kulgevad iseeneslikud protsessid kindlas suunas. Soojus ülekanne toimub iseeneslikult soojemalt kehalt külmemale 2. Gaasi töö valem: A = p·V Gaasile mõjuvate välisjõudude töö valem: A = -p·V Kuidas gaasi poolt tehtud töö sõltub temale antud soojushulgast: 1.Isotermiline protsess T=constT=0 U=0 Q = U+A Q=A 2.Isobaariline protsess p = const A = p·V 3.Isohooriline protsess V =const V=0 Q =V 3. Soojusmasina kasutegur Ideaalse soojusmasina valem = T1-T2/T1 ·100% Kasuteguri leidmise valem: =Akas/Q1 ·100% ...
siseenergia jääb samaks, kuna töö=0. Carnot' tsükkel. Miks soojusmasinad peavad töötama tsükliliselt? Oma valemi tuletamisel lähtus Carnot' asjaolust, et suvalist kinnist tsüklit pV-diagrammil saab esitada lõpmata väikeste, suvaliselt ülesehitatud tsüklite summana täpselt samuti, nagu tehakse matemaatikas pindintegraalide arvutamisel. Seega on otstarbekas valida elementaartsükliks võimalikult lihtsasti arvutatavate protsessidega piiratud tsükkel. Niisugusteks protsessideks on adiabaat (ei toimu soojusülekannet) ning isoterm (soojusülekanne toimub konstantsel temperatuuril. Kahest isotermist ning kahest adiabaadist koosnevat ringprotsessi nimetataksegi Carnot' tsükliks. Carnot' tsükkel koosneb kahest isotermist (1 - 2 ja 3 - 4) ning kahest adiabaadist (2 - 3 ja 4 - 1). Soojusmasinas toimuvad protsessid on tsüklilist laadi. Ühes tsükli osas lisatakse soojus, teises tsükli osas tehakse tööd ja antakse osa soojust üle jahutajale. Kuna soojusmasinate töötavaks
(J/kg*K) Kui keha soojendada jääval ruumalal, sisi ei tee ta tööd ning kogu soojus läheb keha siseenergia juurdekasvuks. Kui gaasi jääval rõhul soojendada, siis gaas paisub, tehes positiivset tööd. Järelikult on sel juhul gaasi temp-i tõstmiseks ühe kraadi võrra tarvis rohekm soojust kui soojendamisel jääva ruumala korral: osa soojust kulub gaasi paisumistööks. 34. Adiabaatiline protsess ja adiabaadi võrrand. TV(kapa-1)=consT... valemid. Joonis. Adiabaat on järsem kui isoterm. Adiabaatiline protsess on protsess, mille vältel süsteem ei ole väliskeskkonnaga soojusvahetuses. p1V1 ϰ ϰ =p2V2 (adiabaatiline võrrand) ϰ- kapa ϰ= ,Q=0 A=-i/2 m/μ RΔT TV ϰ-1=consT. pV ϰ=consT. Joonis. Adiabaatilisel protsessil muutb rõhk ruumala muutudes kiiremini kui isotermilisel protsessil. Isotermilisel jääb temp. Muutumatuks gaasi soojendamise-jahutamise ajal, adiabaatilisel aga mitte
tuuridega ja kasuteguri valemiga. Mille poolest on Carnot' tsükkel tähelepanuväärne? Carnot' tsükkel on suurima kasuteguriga soojus-/külmutusmasina tsükkel, mis koosneb kahest isotermist ja kahest adiabaadist. Joonise protsessid: 1-2: isoterm (isotermiline paisumine); 2-3: adiabaat (adiabaatiline paisumine); 3-4: isoterm (isotermiline kokkusurumine); 4-1: adiabaat (adiabaatiline kokkusurumine). Kasutegur on määratud ainult kahe temperatuuriga ega sõltu töötavast kehast: 111. Mis on termodünaamiline temperatuuriskaala? Lähtudes kasuteguri valemitest, näidake, et temperatuure saab võrrelda soojushulkade kaudu. Miks see on tähtis?
Joonistage Carnot' tsükkel koordinaatides p ja V. Miks soojusmasinad peavad töötama tsükliliselt? Oma valemi tuletamisel lähtus Carnot' asjaolust, et suvalist kinnist tsüklit -diagrammil saab esitada lõpmata väikeste, suvaliselt ülesehitatud tsüklite summana täpselt samuti, nagu tehakse matemaatikas pindintegraalide arvutamisel. Seega on otstarbekas valida elementaartsükliks võimalikult lihtsasti arvutatavate protsessidega piiratud tsükkel. Niisugusteks protsessideks on adiabaat (ei toimu soojusülekannet) ning isoterm (soojusülekanne toimub konstantsel temperatuuril. Kahest isotermist ning kahest adiabaadist koosnevat ringprotsessi nimetataksegi Carnot' tsükliks. Carnot' tsükkel koosneb kahest isotermist (1 - 2 ja 3 - 4) ning kahest adiabaadist (2 - 3 ja 4 - 1). Soojusmasinas toimuvad protsessid on tsüklilist laadi. Ühes tsükli osas lisatakse soojus, teises tsükli osas
c p i+2 kapa ϰ= c v = i ,Q=0 A= Δu =-i/2 m/μ RΔT TV ϰ-1=consT. pV ϰ=consT. Joonis. Adiabaatilisel protsessil muutb rõhk ruumala muutudes kiiremini kui isotermilisel protsessil. Isotermilisel jääb temp. muutumatuks gaasi soojendamise-jahutamise ajal, adiabaatilisel aga mitte. Lisaks ruumala suurenemisele paisumisel langeb adiabaatisel ka temp. On kaks rõhku alandavat tegurit isotermilise protsessi ühe asemel. p adiabaat isoterm 0 V 34.Soojusmasinad. Triviaalne soojusmasin. Osad – soojendaja, jahutaja, töötav keha. p 0 V Soojusmasin on masin, mis muudab soojusenergia mehaaniliseks tööks. Soojusmasin võtab kuumalt kehalt soojushulga Q1, muudab osa sellest
33) CV CV adiabaatilise protsessi võrrandi: =const . (2.34) −1 TV Kasutades ideaalse gaasi olekuvõrrandit, võib antud seose anda ka teisel kujul: p V =const. (2.35) Võrdust (2.35) nimetatakse Poissoni võrrandiks. Joonisel 9 on toodud ideaalse gaasi adiabaat ehk 19 adiabaatilist protsessi kirjeldav graafik võrdluses tema isotermiga. Joonis 9. a – gaasi isotermilist protsessi kujutav graafik e isoterm; b – gaasi adiabaatilist protsessi kujutav graafik e adiabaat, B Polütroopsed protsessid. Polütroopse protsessi võrrandi saame adiabaatilise protsessi võrrandist üldjuhul, asendades =n , kus n võib võtta suvalisi väärtusi. Reaalselt toimuvad protsessid ongi pigem polütroopsed
soojushulga vahe Akas = Q1 - Q2 . Kasutegur antakse tavaliselt protsentides = 100% . Q1 Ideaalne soojusmasin on suurima kasuteguriga ja selle töötsükkel koosneb kahest isotermilisest ja kahest adiabaatilisest protsessist ning sellist tsüklit nimetatakse Carnot' [karnoo] tsükliks. 1-2 ja 3-4 on isotermid, 2-3 ja 4-1 adiabaadid. Adiabaat kirjeldab sellist protsessi, kus soojusvahetust ümbritseva keskkonnaga ei toimu (kas siis väga hea soojusisolatsiooni tõttu või on protsess nii kiire, et soojusvahetust ei jõua toimuda). Sõna a-dia-baat, mis tähendab, et a ei, dia läbi ehk kokkuvõtte läbi minna ei saa ehk soojusvahetust ei toimu
soojushulga vahe Akas = Q1 - Q2 . Kasutegur antakse tavaliselt protsentides = 100% . Q1 Ideaalne soojusmasin on suurima kasuteguriga ja selle töötsükkel koosneb kahest isotermilisest ja kahest adiabaatilisest protsessist ning sellist tsüklit nimetatakse Carnot' [karnoo] tsükliks. 1-2 ja 3-4 on isotermid, 2-3 ja 4-1 adiabaadid. Adiabaat kirjeldab sellist protsessi, kus soojusvahetust ümbritseva keskkonnaga ei toimu (kas siis väga hea soojusisolatsiooni tõttu või on protsess nii kiire, et soojusvahetust ei jõua toimuda). Sõna a-dia-baat, mis tähendab, et a ei, dia läbi ehk kokkuvõtte läbi minna ei saa ehk soojusvahetust ei toimu
Oma valemi tuletamisel lähtus Carnot' asjaolust, et suvalist kinnist tsüklit pV- diagrammil saab esitada lõpmata väikeste, suvaliselt ülesehitatud tsüklite summana täpselt samuti, nagu tehakse matemaatikas pindintegraalide arvutamisel. Seega on otstarbekas valida elementaartsükliks võimalikult lihtsasti arvutatavate protsessidega piiratud tsükkel. Niisugusteks protsessideks on adiabaat (ei toimu soojusülekannet) ning isoterm (soojusülekanne toimub konstantsel temperatuuril. Kahest isotermist ning kahest adiabaadist koosnevat ringprotsessi nimetataksegi Carnot' tsükliks. Arvutame Carnot' tsüklil töötava soojusmasina kasuteguri. Selleks peame kogu tsükli vältel tehtava töö A1+A2+A3+A4 jagama gaasile isotermilisel paisumisel antava soojushulgaga . Töö isotermilisel kokkusurumisel
hea soojust isoleeriva kattega (vahtplast) süsteemides toimuvad protsessid. Sellises protsessis tehtavat tööd saab arvutada termodünaamika 1. alust kasutades, võttes Q = 0: A = -CV dT A = CV (T1 - T2 ) . (5.28) V-p teljestikus kujutab isotermilist protsessi pV=const pöördvõrdelise sõltuvuse graafik hüperbool. Seda graafikut nimetatakse isotermiks. Et > 1, siis adiabaatilise protsessi graafik adiabaat langeb samast punktist lähtudes järsemini. Paisuva termodünaamilise süsteemi poolt tehtava töö arvutamise vajadus tekkis seoses aurumasina leiutamisega 18. sajandil, kui mehhaanilise töö tegemiseks lihaste energia kõrval ja asemel hakati kasutama kuumutatud gaasi siseenergiat. Aurumasin oli esimene soojusjõumasin. Sellise masina kaks põhiosa on soojuse allikas ja töötav (paisuv) keha. Kui töötav keha saaks paisuda lõpmatult (aurumasina silinder oleks lõpmata pikk), siis saaks
liikumisintegraalide analoogideks. Teoreetiline kasutegur - Carnot' tsükkel Oma valemi tuletamisel lähtus Carnot' asjaolust, et suvalist kinnist tsüklit -diagrammil saab esitada lõpmata väikeste, suvaliselt ülesehitatud tsüklite summana täpselt samuti, nagu tehakse matemaatikas pindintegraalide arvutamisel. Seega on otstarbekas valida elementaartsükliks võimalikult lihtsasti arvutatavate protsessidega piiratud tsükkel. Niisugusteks protsessideks on adiabaat (ei toimu soojusülekannet) ning isoterm (soojusülekanne toimub konstantsel temperatuuril. Kahest isotermist ning kahest adiabaadist koosnevat ringprotsessi nimetataksegi Carnot' tsükliks. Arvutame Carnot' tsüklil töötava soojusmasina kasuteguri. Selleks peame kogu tsükli vältel tehtava töö jagama gaasile isotermilisel paisumisel antava soojushulgaga Carnot' tsükkel koosneb kahest isotermist (1 - 2 ja 3 - 4) ning kahest adiabaadist (2 - 3 ja 4 - 1). Töö
27) Kui kujutada vastavalt saadud võrrandile adiabaatilise protsessi graafikut (adiabaati) Vp- teljestikus, siis 0 tõttu gaasi kokkusurumisel kasvab rõhk kiiremini kui isotermilise protsessi korral. Selle põhjuseks on, et adiabaatilisel kokkusurumisel ei jää gaasi temperatuur konstantseks nagu isotermilisel kokkusurumisel, vaid tõuseb samuti. Sellepärast suureneb ka rõhk kiiremini. isoterm adiabaat 15 9.10 Termodünaamika teine seadus (iseseisvalt) Vt. Ü.Uder, Füüsika I, ptk. 59-62. Siia alla käivad järgmised mõisted. Ringprotsess. Pööratav ja mittepööratav protsess. Carnot’ ringprotsess (Carnot’ tsükkel). Carnot’ masina kui ideaalse soojusmasina kasutegur. Reaalse soojusmasina kasutegur. Termodünaamika teine seaduse sõnastus soojusmasinate kaudu. Entroopia mõiste
annaabi.ee 
