Kvaliteetsem energia on see energia, mis tuleb kõrgematemperatuurilisemast reservuaarist. Jahutiks nimetatakse keha või süsteemi, millele saab ära anda gaasi kokkusurumisel soojushulga. Soojendi annab soojushulga, mida kasutatakse gaasi paisumisel. Efektiivsus tähendab seda, kui palju saadakse kasu võrreldes kulutustega. Soojusmasina kasutegur on protsentides väljendatud arv, mis näitab, kui suure osa moodustab masina kasulik töö kütuse täielikul põlemisel vabanenud soojushulgast. Isohoorilises tööprotsessis läheb kogu juurdeantav soojushulk siseenergia suurendamiseks. Isobaarilise protsessi puhul jaguneb juurdeantav soojushulk paisumise töö ja siseenergia muudu vahel. Isotermilises protsessis läheb koju juurdeantav soojushulk paisumistööks (kõige kasulikum). Termodünaam I seadus: Q=U+A, gaasile soojushulga, siis osa energiat kasut siseenergia muutmiseks, osa tööle. = Q1-Q2/Q1 * 100% Q soojushulk,1J U siseenergia
3) Aurumisel ,kus L on aurustumissoojus -Gaasi töö arvutamine isobaarilisel protsessil -Termodünaamika I seadus Termodünaamika I seadus sätestab, et keha siseenergia (U) saab muuta tänu soojushulgale (Q), mis vahetatakse väliskeskonnaga ning tööle (A), mida süsteem teeb välisjõudude vastu. Seaduse rakendamine isoprotsessidele 1) Isotermilises protsessis , kus Kehale antud soojushulk läheb täielikult tööks 2) Isobaarilises protsessis 3) Isohoorilises protsessis, kus 4) Adiabaatiline protsessis, kus Süsteemi siseenergia arvelt võib toimuda töö. -Adiabaatiline protsess See on protsess, mille vältel süsteem ei ole väliskeskkonnaga soojusvahetuses. -Soojusmasinad, tööpõhimõte, reaalse ja ideaalse soojusmasina kasutegur Soojusmasinad on seadmed, mis muundabvad kütuse siseenergiat mehaaniliseks energiaks. Soojusmasinad on nt. Auruturbiin, aurumasin, sisepõlemismootor, reaktiivmootor.
Kui keha annab mingi soojushulga ära, siis tema siseenergia väheneb. Kehade siseenergiat on võimalik muuta mehhaanilist tööd tehes. Kui mingi süsteem teeb tööd välisjõudude vastu, siis tema siseenergia väheneb. Kui välisjõud teevad tööd mõne süsteemi jõudude vastu, siis keha siseenergia suureneb. Praktikas on ainsaks võimaluseks kasutada töötava kehana mingit gaasikogust. Gaasi paisumise töö on alati võrdeline rõhuga ja ruumala muuduga antud rõhul. Isohoorilises tööprotsessis läheb kogu juurdeantav soojushulk siseenergia suurendamiseks. Isobaarilise protsessi puhul jaguneb juurdeantav soojushulk paisumise töö ja siseenergia muudu vahel. Isotermilises protsessis läheb koju juurdeantav soojushulk paisumistööks (kõige kasulikum). Tsükliline protsess on ainus võimalus kestvaks soojuse muutmiseks tööks ning selle puhul tuleb paisuvat gaasi vahepeal ka jahutada ja kokku suruda. Soojusmasin ei saa töötada ühel kindlal temperatuuril. Kui
k cv c' v Cv 58. Entalpia mõiste Termodünaamilise keha entalpiaks nimetatakse siseenergia (u) ja rõhuenergia (pv) summat: h=u+pv 59. Millega on võrdne entalpia muutus isoentroopilises protsessis. h=h1-h2 60. Nimetage viis termodünaamilist põhiprotsessi. isotermiline (T=konst.), adiabaatiline (dq=0) polütroopiline (c=konst.). isohooriline (v=konst.) isobaariline (p=konst.) 61. Mehaanilise töö väärtus isohoorilises protsessis. dl=pdv ning kuna dv=0 siis protsessis mehaanilist tööd ei tehta. 62. Millega on võrdne isohoorilises protsessis termodünaamilisele süsteemilie juurde või ärajuhitud soojushulk. Isohoorilises protsessis termodünaamilisele süsteemile juurde või ärajuhitav soojushulk on võrdne protsessis esineva siseenergia muutusega. nii tagastatava kui ka tagastamatu protsessi korral. 63. Tehnilise töö väärtus isobaarilises protsessis.
summat: h=u+pv 60. Millega on võrdne entalpia muutus isoentroopilises protsessis. h=h1-h2 61. Nimetage viis termodünaamilist põhiprotsessi. isotermiline (T=konst.), adiabaatiline (dq=0) polütroopiline (c=konst.). isohooriline (v=konst.) isobaariline (p=konst.) 62. Mehaanilise töö väärtus isohoorilises protsessis. dl=pdv ning kuna dv=0 siis protsessis mehaanilist tööd ei tehta. 63. Millega on võrdne isohoorilises protsessis termodünaamilisele süsteemilie juurde või ärajuhitud soojushulk. -Isohoorilises protsessis termodünaamilisele süsteemile juurde või ärajuhitav soojushulk on võrdne protsessis esineva siseenergia muutusega. nii tagastatava kui ka tagastamatu protsessi korral. 64. Tehnilise töö väärtus isobaarilises protsessis.
, kus p on gaasi rõhk ning ΔV on ruumala muut. Võimalikud on ka muud töö vormid (nt. elektriline: aku laadimine-tühjenemine). Diferentsiaalkujul saab esimest seadust esitada järgnevalt: Kui teha lihtsustus ning vaadelda sama protsessi ühe mooli ühe kraadilise muutuse jaoks, siis saab termodünaamika I seaduse esitada kujul: 4 (Cp - moolsoojus isobaarilises protsessis, CV - moolsoojus isohoorilises protsessis, R - Universaalne gaasikonstant) Universaalne gaasikonstant näitab tööd, mida teeb üks mool ideaalgaasi, paisudes isobaariliselt nii palju, et tema temperatuur tõuseb ühe kraadi võrra. Termodünaamika esimene seadus väidab, et energia ei saa tekkida ega hävida. Üks järeldus sellest seadusest on, et energiahulk, mis voolab mingisse seadmesse, võrdub energiahulgaga, mis seadmest välja voolab. Võtame näiteks elektrilambi. Energia voolab elektrilampi elektri kujul
teatud kogusele ainele temperatuuri tõstmiseks ühe ühiku võrra: c=dq/dT. Erisoojust 1kg aine kohta nim. 7. Isohooriline protsess. Auru isohoorsel kuumutamisel masserisoojuseks [J/(kg*K)]. c´-mahterisoojus [J/(m3*K)] ja temperatuur tõuseb. Sõltuvana algolekust aur isohoorilisel moolerisoojus – C [J/(mol*K)]. Kahte viimast kasutatakse jahtumisel kas kuivab või niiskub. Isohoorilises protsessis aurule peamiselt gaasiliste kehade puhul. juurdeantud soojushulk q=u=u2-u1=(i2-i1)-v(p2-p1) J/kg. kui Termodünaamilise keha entalpia. Entalpia i on siseenergia u isohoorse protsessi lõpppunkt on niiske auru piirkonnas, siis ja rõhuenergia pv summa: i=u+pv J/kg. Entalpia antakse keha auru kuivusaste protsessi lõpul x=v1-v2’/v2’’-v2’. 1kg kohta. Entalpia on ekstensiivne suurus. Entalpia kui
Loodudes sellist lt . Auru isohoorsel kuumut temp tõuseb. Sõltuvana gaasi ei esine. Selle põhjal saame välja kirjutada 14.Termodünaamilise keha entroopia. s on algolekust aur isohoorilisel jahtumisel kas kuivab või valemeid. soojushulga ja absoluutse temp. suhe, mille muutus niiskub. Isohoorilises protsessis aurule juurdeantud 5.Ideaalse gaasi olekuvõrrandid. Termodünaamilise delta s=int.1st-2ni dq/T [J/(kg*K)]. Entroopia on soojushulk q=u=u2-u1=(i2-i1)-v(p2-p1) J/kg. kui keha termiliseks oleku- ehk karaktervõrrandiks nim. ekstensiivne suurus. Entroopia kui olekufunktsiooni isohoorse protsessi lõpppunkt on niiske auru piirkonnas,
Olekuvõrrand: kus gaasi universaalkonstant. 87. Lähtudes ideaalse gaasi olekuvõrrandist, leidke seos isotermilise protsessi oleku kirjeldamiseks. Tehke graafik. Isotermilises protsessis: ( ) isoterm 88. Lähtudes ideaalse gaasi olekuvõrrandist, leidke seos isohoorilise protsessi oleku kirjeldamiseks. Tehke graafik. Isohoorilises protsessis: ( ) isohoor Joonisel: ( ) 89. Lähtudes ideaalse gaasi olekuvõrrandist, leidke seos isobaarilise protsessi oleku kirjeldamiseks. Tehke graafik. Isobaarilises protsessis:
h`=(u``-u`)+p(v``-v`). Veeauru ülekuumendamine. Selle all mõistetakse auru isobaarilist kuumutamist küllastustemplt antud temperatuurini. p T v s 7. Põhiprotsessid veeauruga 1). Isohooriline protsess. Maht pr. jooksul ei muutu. Auru isohoorsel kuumut temp tõuseb. Sõltuvana algolekust aur isohoorilisel jahtumisel kas kuivab või niiskub. Isohoorilises protsessis aurule juurdeantud soojushulk q=u=u2-u1=(i2-i1)-v(p2-p1) J/kg. kui isohoorse protsessi lõpppunkt on niiske auru piirkonnas, siis auru kuivusaste protsessi lõpul x=vx-v’/v2’’-v2’. 2). Isobaariline protsess. p=const. Niiske auru isobaarsel kuumutamisel aurutemp. ei muutu. Ülekuumendatud auru isobaarsel kuumutamisel temp. tõuseb. Isobaarses protsessis on aurule juurdeantav soojushulk q=i2-i1. Kui isobaarses kuumutusprotsessis aur läheb niiskest olekust
protsessina). Soojusvahetus voolava keskkonna ja teda ümbritsevat keskkonna vahel ei jõua C2 2 C12 - = lt toimudagi. 2 2 q Vähendatakse ringprotsessist ärajuhitavat soojushulka ehk 2 (SKEEM SH.1.20.02.06) Kui gaaside temp on üle 800°C, siis tuleb turbiini labasid jahutada. Isohoorilise põlemisega gaasiturbiini põhimõtteskeem ja töö protsess. Isohoorilises põlemises (SKEEM 3.20.02.06) Kõigi kolme klappi sulgeolekus süüdatakse kütus ja toimub isohoorne põlemine. (SKEEM 4.20.02.06) 1-2 Õhu isotroopne komplimeerimine nii nagu otto mootoris. 2-3 Sõõjuse isohoorne protsessi juurde juhtimine. 3-4 Põlemisprotuktide isoentroopne põlemine 4-1 Gaaside paisumine. Pidevalt töötavateks sedmeteks. Selleks tuleb kulutada energiat e. tööd. Kompimeeritava keha komplimeerimiseks kasutatav jõud
muudetakse isobaarilises kuumutamisprotsessis kuivaks küllastunud auruks. Aurustumissoojus r : r=h``-h`=(u``-u`)+p(v``-v`). Veeauru ülekuumendamine. Selle all mõistetakse auru isobaarilist kuumutamist küllastustemplt antud temperatuurini. .Põhiprotsessid veeauruga.Põhiprotsesse on neli: 1). Isohooriline protsess. Maht pr. jooksul ei muutu. Auru isohoorsel kuumut temp tõuseb. Sõltuvana algolekust aur isohoorilisel jahtumisel kas kuivab või niiskub. Isohoorilises protsessis aurule juurdeantud soojushulk q=u=u2-u1=(i2-i1)-v(p2-p1) J/kg. kui isohoorse protsessi lõpppunkt on niiske auru piirkonnas, siis auru kuivusaste protsessi lõpul x=vx-v’/v2’’-v2’. 2). Isobaariline protsess. p=const. Niiske auru isobaarsel kuumutamisel aurutemp. ei muutu. Ülekuumendatud auru isobaarsel kuumutamisel temp. tõuseb. Isobaarses protsessis on aurule juurdeantav soojushulk q=h2-h1. Kui isobaarses kuumutusprotsessis aur läheb niiskest olekust
elektriline: aku laadimine-tühjenemine). Diferentsiaalkujul saab esimest seadust esitada järgnevalt: Kui teha lihtsustus ning vaadelda sama protsessi ühe mooli ühe kraadilise muutuse jaoks, siis saab termodünaamika I seaduse esitada kujul: 7 (Cp - moolsoojus isobaarilises protsessis, CV - moolsoojus isohoorilises protsessis, R - Universaalne gaasikonstant) Universaalne gaasikonstant näitab tööd, mida teeb üks mool ideaalgaasi, paisudes isobaariliselt nii palju, et tema temperatuur tõuseb ühe kraadi võrra. Termodünaamika teine seadus käsitleb looduslike protsesside mittepööratavust. Tal on hulk omavahel ekvivalentseid sõnastusi. Clausiuse sõnastus: Isoleeritud süsteemis kulgevad kõik protsessid entroopia kasvu suunas. Clausiuse sõnastus (teine variant):
Kuidas muutub entroopia eelpool vaadeldud termodünaami-listes isoprotsessides? (1) Isotermilises protsessis T2 = T1 ning m S= R ln V 2 . (52) µ V1 (2) Isobaarilises protsessis T2 / T1 = V2 / V1 ning m m S = ( CV + R ) ln V 2 = C p ln V2 . (53) µ V1 µ V1 (3) Isohoorilises protsessis V2 = V1 ning m T2 . S = CV ln (54) µ T1 (4) Adiabaatilises protsessis dQ = 0 ning S =0, (55) mis tähendab, et adiabaatiline protsess on isoentroopiline protsess - selle käigus jääb süsteemi entroopia konstantseks. Konstrueerides reaalse gaasi isoterme järjest kõrgemate tem-peratuuride jaoks kõdub lõik 2 3 lõpuks nn
ruumala loetakse kaduvväikeseks); Kui gaas on piisavalt heas lähenduses b) molekulide põrked anuma seintega on ideaalne (e. ideaalne gaas), siis piisab absoluutselt elastsed (molekuli kiiruste väärtusest. väärtused ei muutu põrkel); Kuid olgu öeldud, et on võimalik ka üks ei muutu, siis nimetatakse protsessi molaarset soojusmahtuvust leida: isoprotsessiks. 1.Töö isohoorilises protsessis: kui gaas soojeneb, siis selle siseenergia kasvab. Gaasi jahtumisel selle siseenergia väheneb. = aine soojusmahtuvus konstantsel const, A= -pV = 0 e. . rõhul 2.3 Ideaalse gaasi adiabaadi võrrand U = Q Adiabaadi võrrandeid e. Poissoni võrrandeid 2
seaduse (62) alusel isohoorsesse protsessi antud soojus kulub kõik gaasi siseenrgia suurendamiseks so gaasi temperatuuri tõstmiseks. Gaasi massiühikule kirjutatud võrrand: qv = U = cv T (70) Täielik soojushulk m kg gaasile on leitav: T2 Qv = mcv1ksk (T2 T1 ) (71) T1 Tehniline töö avaldub pv-diagrammil ja pindalana p112 p2p1 isohoorilises protsessis sooritatav tehniline töö võrdub gaasi siseenergia u ja entalpia muutuste vahega u) ltehn = u - i Entroopia muutus isohoorses protsessis on arvutatav temperatuuride ja erimahtude kaudu järgneva seose põhjal: s = s2 s1 = cv ln T2/T1 + R ln v2/v1 , kus v1 ja v2 on erimahud s = s2 s1 = cv ln T2/T1 Arvestades seosega p1 / p2 = T2/T1 võime entroopia muutuse arvutada ka selliselt: s = cv ln p2/p1
tänu gaasi soojusvahetusele ümbritseva keskkonnaga: imR U Q T2 T1 , (9.19) 2 kus T1 ja T2 on selle gaasikoguse temperatuurid vastavalt enne ja pärast isohoorilist protsessi. Meenutame, et ainele antud soojushulk avaldus valemiga Q mcT2 T1 , kus c oli selle aine erisoojus. Neid kahte valemit omavahel võrreldes saame ideaalse gaasi erisoojuse jaoks isohoorilises protsessis avaldise iR cV . (9.20) 2 Aine erisoojuseks nimetatakse soojushulka, kulub ühe kilogrammi aine temperatuuri tõstmiseks ühe kraadi võrra. Termodünaamikas puhul vaadeldakse peale erisoojuse eraldi veel moolsoojust. Aine moolsoojuseks nimetatakse soojushulka, mis kulub ühe mooli aine temperatuuri tõstmiseks ühe kraadi võrra.
annaabi.ee 
