Ülesanne 6 Ringprotsess Aurujõuseade töötab Rankine'i ringprotsessiga. Aurukatlast juhitakse jõumasinasse ülekuumendatud veeaur rõhuga p1 ja temperatuuriga t1. Kondensaatoris valitseb absoluutne rõhk p2. Arvutada ringprotsessi termiline kasutegur. Kujutada ringprotsess sobivas mõõtkavas p-v- ja T-s-teljestikus abijoonte x=0 ja x=1 taustal. Telgedele kanda iseloomulike punktide arvväärtused. Algandmed: p1=0,8Mpa= 8 bar t1=280°C T1=280+273,15=553,15K p2=9kPa=0,009Mpa = 0,09 bar =? = Arvutused: Leian v1 valemist pv=RT1 v1=5,75 m3/Kg Leian veeauru diagrammilt: s1=s2= 7,17 Kg/(Kg·K) h1=3020 kJ/Kg h2=2397,5 kJ/Kg Leian tabelist p2 järgi: t3=t2=43,79°C h3=182,28 kJ/Kg s3=0,6224 kJ/(Kg·K) T2=T3=316,94 K Leian tabelist p1 järgi: t4=t5=170,24°C
...............................................................................................................................2 SISSEJUHATUS.........................................................................................................................2 1.AJALUGU...............................................................................................................................3 2.SISEPÕLEMISMOOTORITE TÜÜBID JA KLASSIFIKATSIOON.....................................4 3.OTTO RINGPROTSESS.........................................................................................................6 4.DIESELI RINGPROTSESS....................................................................................................8 5.STIRLING RINGPROTSESS...............................................................................................10 KOKKUVÕTE..........................................................................................................................16
mis iseloom. gaasisegu tervikuna. Olgu mahus V soojusliku tasakaalu olekus ideaalsete gaaside segu. 2) Isobaarne protsess on protsess, mis toimub 4). Isoentroopne protsess veeauruga. Tähistades üksikute segus olevate gaasikomponentide püsival rõhul. (p=const ja p=0). v2/v1=T2/T1 Gay- 23.Termodünaamiline ringprotsess ja molekulide arvu N1,N2,...,Nn on võrrandi pV=NkT Lussaci võrrand. Siin termodünaamilises süsteemis Termodünaamika II seadus. Termodünaamika II seadus põhjal pV=(N1+N2+ ...+Nn)kT=NkT. Järelikult gaasi tehnilist tööd ei tehta ning termodün. keha üleminekuks määrab termodünaamiliste protsesside suuna--väiksema kogurõhk p=N1/V*kT+N2/V*kT+...+Nn/V*kT
Tihti on vaja pärast tööd gaasi või auru jahutada. Töö gaasi ruumala muutumisel. Kui gaas silindrid paisub jääva rõhu juures (isobaar), siis kolb liigub edasi 1 võrra ja gaasi poolt tehtud töö avaldub: A'=Fl=pSl=pV (p-rõhk, V-ruumala muut). St, isobaarilisel paisumisel töö võrdub rõhu graafiku vastava lõigu alla jääva ristküliku pidalaga. Sama on ka isobaari puhul. St et graafiku all oleva ala pindala määrab töö suuruse. Ringprotsess. 1. Gaasiga sooritatav ringtsükkel A B C D A A B selleks, et V=const (isokoor) puhul rõhk suureneks tuleb gaasi soojendada, st temp tõuseb. B C selleks, et gaas saaks paisuda p=const (isobaar) puhul tuleb gaasi soojendada, st temp tõuseb. C D toimub p ja V kiire muutumine e adiabaatiline protsess, mille käigus temp langeb. D A gaas tuleb algolekusse tagasi. Selleks, et p=const puhul gaasi ruumala väheneks, tuleb gaasi jahutada, st temp langeb. 2
1kg kohta. Entalpia on ekstensiivne suurus. Entalpia kui olekufunktsiooni määravad kaks meelevaldset olekuparameetrit. Ideaalse gaasi entalpia sõltub üksnes temp. Tavaliselt võetakse gaasi entalpia normaaltingimustel võrdseks nulliga. Termodünaamilise keha entalpia antud rõhul: I=int.0st- t.ni.cpdt. Termodünaamilise keha entroopia s on soojushulga ja absoluutse temp. suhe, mille Isobaariline protsess. Niiske auru isobaarsel kuumutamisel 10. Aurujõuseadme ringprotsess. Elektrienergia ja aurutemp. ei muutu. Ülekuumendatud auru isobaarsel soojuse koostootmine ehk termofikatsioon. kuumutamisel temp. tõuseb. Isobaarses protsessis on aurule Aurujõuseadme põhimõteskeem: l0=Q0=Q1-Q2 juurdeantav soojushulk q=i2-i1. Kui isobaarses kuumutusprotsessis aur läheb niiskest olekust ülekuumendatud olekusse, siis protsessist osavõttev soojushulk q=(1-x)r+(i2- ÜK T
soojusjõuseade. Soojus muundatakse siin kasulikuks tööks termodünaamilise keha ringluse, s.o termodünaamilise ringprotsessi vahendusel. Et muundada soojust tööks, on vaja vähemalt kahte erineva temperatuuriga keha. Sellise süsteemi kõrgema temperatuuriga (TI) keha nimetatakse soojendiks (soojusallikaks) ning madalama temperatuuriga (TII) keha jahutiks. l – ringprotsessi poolt sooritatud kasulik töö. Elementaarne ringprotsess peab koosnema kahest protsessist .Selleks, et ringprotsess saaks toimuda on vaja pidevalt juurde juhtida temperatuuri ja ka vastupidi 15. Carnot’ ringprotsess. Carnot’ ringprotsessil on kõrgeim termiline kasutegur kõigist võimalikest ringprotsessidest, mis kulgevad soojusallika ja jahuti ühes ja samas etteantud temperatuurivahemikus. Carnot’i protsessi saab läbi viia ideaalses mootoris kus silinder on täidetud ideaalse gaasiga, silindri seinad on mitte soojust juhtivad ja puudub hõõrdumine
Tasakaalseks termodünaamiliseks protsessiks: protsess, mis kulgeb nii aeglaselt,et igal ajahetkel taastub termodünaamiline tasaakaaluolek. (p-v diagramm). Termodünaamiiseks protsessiks nimetatkse protsessi mille jooksul keha olekuparameetrid muutuvad- jaguneb: tagastatavad protsessid: protsess mis kulgeb läbi ühtede ja samade tasakaalsete olekute nii ühes kui ka teises suunas. Kõik reaalsed protsessid on suuremal või vähemal määral tagastamatud protsessid, kuna nad pole tasakaalus. Ringprotsess: protsess mille kulgemise käigus termodünaamiline keha läbib igat vahepealset olekut ja tuleb tagasi algolekusse. 6. Termodünaamilised kehad ja nende termilised ja energeetilised olekuparameetrid ja mõõtühikud. Termodünaamilised kehad gaasid ja aurud(veeaur) sest nad muudavad oma mahtu väga suurtes piirides nende soojuslikul ja mehaanilisel mõjutamisel. Termilised olekuparameetrid: erimaht, absoluutne rõhk ja abs. Temperatuur.
Polütroopse protsessi põhivõrrand on: 1) 2) 3) 4) Termodünaamilise Ringprotsessi mõiste ja Termodünaamika II seadus Mistahse soojusmootoris soojuse muundamine mehhaaniliseks tööks toimub mingisuguse termodünaamilise keha abil. Termodünaamika II seadus määrab termodünaamilise protsessi suuna väiksema tõenäosusega olekust suurema tõenäosusega olekusse. Def. Soojus võib iseenesest suunduda ainult kõrgema temperatuuriga kehalt madalama temperatuuriga kehale. Ringprotsess Termodünaamiline protsess kus töötav keha perjoodiliselt paisub ja komprimeerimis protsessiga taandatakse tema algolek. Selleks, et soojusmootor teeks pidevat tööd on vaja peale igat paisumisprotsessi ta tagasi tuua algolekusse. Selleks on aga vaja läbi viia paisumisele vastupidine protsess. Protsessi, mille käigus termodünaamiline keha läbides rida vahepealseid olekuid tuleb tagasi algolekusse nimetatakse ringprotsessideks.
Valem: ..................... Energiaringluse erijuhud Erijuhud termodünaamikas isoprotsessid · Isoprotsesse on 4: isotermiline, isobaariline, isohooriline, adiabaatiline · Esimese 3 puhul selge, mis püsib muutumatu vastavalt temperatuur, rõhk, ruumala · 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.
...................................................................................................6 13.Soojushulga määramine entroopia abil (Soojushulga kujutamine TS-diagrammil).........................7 14.Ringprotsessi mõiste (kujutamine olekudiagrammidel PV;TS)(Ringprotsessi termiline-kasutegur) ................................................................................................................................................................7 15.Carnot'i - ringprotsess (PV ja TS diagrammid, termiline kasutegur)...............................................8 16.Erisoojuse def....................................................................................................................................8 17.Soojusmahtuvuse def........................................................................................................................ 8 18.Erisoojuste liigitused ja mõõteühikud.....................................................................
s s 2 avaldatav võrrandist s s 2 ( s 2 s 2 ) x 2 , millest x2 . Adiabaatilises paisumisprotsessis s 2 s 2 tehtud mehaanilinetöö l u u1 u 2 ja tehnilne töö lt i i1 i2 . p v Termodünaamiline ringprotsess ja Termodünaamika II seadus. Termodünaamika II seadus määrab termodünaamiliste protsesside suuna—väiksema tõenäosusega olekust suurema tõenäosusega olekusse. Def: Soojus võib iseenesest suunduda ainult kõrgema temp. kehalt madalama temp. kehale. Ringprotsess- TD pr. Kus töötav keha perioodiliselt paisub ja komprimeerimis protsessiga taandatakse tema algolek. Kasutegur: t= lo/q1=q1-q2/q1 –TD II seadus. Carnot’ ringprotsess. Otsene ja pööratud?
need ja tehke joonis vektorite kohta. 25. Lähtudes normaalkiirenduse valemist, tuletage normaalkiirenduse valemid, mis sisaldavad pöörlemisraadiust. 45. Mis on inertsjõud? Kuidas näeb välja Newtoni II seadus inertsjõu olemasolul? Inertsjõud- Jõud, mille põhjustab taustsüsteemi kiirendus. 90. Lähtudes joonisest, tuletage molekulaarkineetilise teoooria põhivõrrand. 100. Lähtudes töö valemist, tuletage gaasi töö valem. 105. Mis on ringprotsess? Joonistage p-V teljestikus otsetsükkel ja pööratud tsükkel. Milline on tehtud töö nendes tsüklites?
Kuna T on const, siis temperatuur ja seega ka siseenergia ei muutu Kogu juurdekantav soojus muundatakse kasulikuks tööks (dQ=dA) Töö avaldub (NB ! pV= const) Valemm.. Isobaariline protsess (dQ = dU + dA) · Konstantseks jääb rõhk, muutuvad T ja V · Olekuvõrrandist leiame 2 muutuja vahelise seose ... Isohooriline protsess (dQ = dU + dA) · Konstantne on ruumala V · Olekuvõrrandist ... Adiabaatiline isoprotsess dA = - dU , Gaas teeb tööd oma siseenergia arvel. Kuna.... Soojusmasina ringprotsess · Kuna meil vaja energiat pidevalt toota, siis peab protsess ajas korduma st saavutame korduvalt algoleku · Ringprotsess koosneb kahest osast gaasi paisumisest ja kokkusurumisest. · Eristatakse otsest ja pöörd-ringprotsessi. Esimesel juhul on gaasi töö paisumisel suurem kui kokkusurumisel, teisel juhul aga vastupidi. Carnot' ringprotsess toimub ideaalse gaasiga ideaalses soojusmasinas (puuduvad kiirguskaod ja hõõrdejõud)
Kõige kiirelt toimuvaid protsesse võib lugeda abiaatiliseks, sest soojus ülekanne vajab aega. Soojusmasinad- On seadmed, mis muudavad saadava soojuse hulga mehaaniliseks tööks. Sisepõlemismootor ja auru masin. Kõikidel soojusmootoritel peab olema vähemalt 3 masinast(osast)1.soojendid,2. jahuti, 3. töötav keha. Jahuti vajadus tekib sellest, et kõik soojus masinad peavad töötama sükiliselt. Soojust energiat pole võimalik täielikult muuta mehaaniliseks tööks. Kui soojusmasina ringprotsess on kujutatud pv teljestikus, siis selle ringjoone protsessi haaratud pindala tähendab kasuliku tööd. Soojus masina headust näitab kasutegur. Soojus masina kasu tegur näitab kui suure osa soojendit saadud soojushulgast muudab masin mehaaniliseks energiaks. Väikeste võimsuste juures on benziini mootori kasutustegur suurem kui diisel mootoril või aurumasinal. Kesmiste kasuteguritega on diisel mootor. Parimat kasuteguri masinat nim. ideaalseks soojusmasinaks
kasvu arvelt. Seega organismide madala entroopia säilitamine tuleb keskkonna entroopiakasvu arvelt. Näiteks, kui roheline taim toodab CO2-st glükoosi, siis tekkinud suurem molekul on rohkem korrastatud, st entroopia väheneb, samas selleks vajalik päikesevalgus tuleb plahvatuslikest reaktsioonidest Päikeses, mis suurendavad tugevalt entroopiat taime ümbritsevas keskkonnas. Soojusmasina tööpõhimõte: Joonisel on kujutatud ringprotsessi. Ringprotsess on termodünaamiline protsess, mille lõppolek langeb ühte algolekuga. Soojusmasina kasutegur on masina poolt tehtava töö ja soojendilt saadud energia suhe.
Tasakaalseks termodünaamiliseks protsessiks: protsess, mis kulgeb nii aeglaselt,et igal ajahetkel taastub termodünaamiline tasaakaaluolek. (p-v diagramm). Termodünaamiiseks protsessiks nimetatkse protsessi mille jooksul keha olekuparameetrid muutuvad- jaguneb: tagastatavad protsessid: protsess mis kulgeb läbi ühtede ja samade tasakaalsete olekute nii ühes kui ka teises suunas. Kõik reaalsed protsessid on suuremal või vähemal määral tagastamatud protsessid, kuna nad pole tasakaalus. Ringprotsess: protsess mille kulgemise käigus termodünaamiline keha läbib igat vahepealset olekut ja tuleb tagasi algolekusse. 6. Termodünaamilised kehad ja nende termilised ja energeetilised olekuparameetrid ja mõõtühikud. Termodünaamilised kehad gaasid ja aurud(veeaur) sest nad muudavad oma mahtu väga suurtes piirides nende soojuslikul ja mehaanilisel mõjutamisel. Termilised olekuparameetrid: erimaht, absoluutne rõhk ja abs. Temperatuur.
põikläbipuhe cross scavenging põlemiskambri maht combustion chamber volume põsk web, crankweb raamkael journal pin raamlaager journal bearing raske kütus heavy fuel oil ridamootor in-line engine ringlusjahutus circulation cooling ringlusõli tank oil circulation tank, oil sump tank ringprotsess cycle rippuv väntvõll hanged crankshaft ristpea crosshead ristpea juhtliist crosshead guide, guide bar ristpea liugur crosshead guiding shoe ristpea tapp crosshead pin ristpea laager crosshead bearing ristpeamootor crosshead engine ristpeata mootor trunk engine rootorpuhur rotary blower rõhk pressure
vastavalt: Diamagneetikud / Dif.tegur on võrdeline Paramagneetikud / temperatuuri astmes 3/2 ja Ferromagneetikud. Erilise pöördvõrdeline magneetikute klassi rõhuga.Soojusjuhtivus moodustavad ained, mis on võimelised magneetuma isegi A/Q1=(Q1- Q2)/Q1. Carnot' välise magnetvälja puudumisel. tsükkel (ringprotsess) koosneb Kõige levinuma esindaja raua kahest isotermist ja kahest järgi nim. neid adiabaadist. Carnot' tsüklil ferromagneetikud. töötava soojusmasina korral Ferromagneetikute paisub töötav aine algul magnetilised omadused on isotermiliselt, võttes soojendilt tingitud elektronide oma soojushulga Q1. Carnot' magnetmomentidest. 4
Kõige kiirelt toimuvaid protsesse võib lugeda abiaatiliseks, sest soojus ülekanne vajab aega. Soojusmasinad- On seadmed, mis muudavad saadava soojuse hulga mehaaniliseks tööks. Sisepõlemismootor ja auru masin. Kõikidel soojusmootoritel peab olema vähemalt 3 masinast(osast)1.soojendid,2. jahuti, 3. töötav keha. Jahuti vajadus tekib sellest, et kõik soojus masinad peavad töötama sükiliselt. Soojust energiat pole võimalik täielikult muuta mehaaniliseks tööks. Kui soojusmasina ringprotsess on kujutatud pv teljestikus, siis selle ringjoone protsessi haaratud pindala tähendab kasuliku tööd. Soojus masina headust näitab kasutegur. Soojus masina kasu tegur näitab kui suure osa soojendit saadud soojushulgast muudab masin mehaaniliseks energiaks. Väikeste võimsuste juures on benziini mootori kasutustegur suurem kui diisel mootoril või aurumasinal. Kesmiste kasuteguritega on diisel mootor. Parimat kasuteguri masinat nim. ideaalseks soojusmasinaks
kehale antud soojushulk. Soojusmasin- masin, mis teeb mehaanilist tööd soojuse arvelt. Adiabaatiline protsess- soojusvahetuseta toimuv protses. Termodünaamika II seadus Ei ole võimalik ehitada sellist pidevalt töötavat soojusmasinat, mis teeks mehaanilist tööd kogu töötavale kehale antud soojushulga arvelt. Kogu töötavale kehale antud soojushulka ei ole võimalik muuta mehaaniliseks tööks. Ringprotsess protsess, mille toimumise järel jõutakse tagasi algolekusse. Carnot' tsükkel: 1) isotermiline paisumine 2) adiabaatiline paisimine 3) isotermiline kokkusurumine 4) adiabaatiline kokkusurumine Carnot' ringprotsess koosneb vaheldumisi toimuvatest kahest isotermilisest ja kahest adiabaatilisest protsessist. Ideaalne soojusmasin soojusmasin, mille töötavaks kehaks on ideaalne gaas ja millega toimub Carnot tsükkel.
siseenergia valem. 99. Milline on termodünaamika I seadus? Valem ja tähiste seletused. 100. Lähtudes töö valemist, tuletage gaasi töö valem. 101. Mis on soojusmahtuvus, erisoojus, moolsoojus? Valemid. 102. Kuidas leitakse töö isohoorilisel protsessil? Kasutage lähtepunktina alljärgnevaid seoseid. 103. Kuidas leitakse töö isobaarilisel protsessil? Kasutage lähtepunktina alljärgnevaid seoseid. 104. Mis on adiabaatilise protsessi tunnus? Võrrand. 105. Mis on ringprotsess? Joonistage p-V teljestikus otsetsükkel ja pööratud tsükkel. Milline on tehtud töö nendes tsüklites? 106. Kuidas leitakse soojusprotsessi kasutegur? Missugune on pööratav ja missugune on mittepööratav protsess? 107. Joonistage soojusmasina ja külmutusmasina skeem koos soojusvoogude tähistega ja temperatuuridega. 108. Tooge vähemalt kolm termodünaamika II seaduse formuleeringut. 109. Missugune on Carnot' tsükkel? Skeem p-V teljestikus koos protsesside
0 Tk l h2 h1 h3 h4 h2 h3 h1 h4 0 c 12/11/10 Tk T0 MSJ 0120 Soojuspumbad 42 Põhimõtteskeem 12/11/10 MSJ 0120 Soojuspumbad 43 Teoreetiline ringprotsess pk k 2 p T k t s con st
Kahe järjestikuse põrke vahel molekul läbib mingi teepikkuse, mida nimetatakse vabaks teepikkuseks. See on muutuv suurus. Kuid vaba teepikkuse keskmine väärtus, arvutatuna üle suure hulga põrgete, on täiesti konstantne suurus. See muutub ainult siis, kui muutub gaasi olek. Keskmise vaba tee pikkuse � saab arvutada keskmise kiiruse � abil, kui on teada keskmine põrgete arv ajaühikus � : 9. Termodünaamika II alus (printsiip) a. Ringprotsess. Pööratav ja mittepööratav protsess b. Carnot’ ringprotsess ja selle kasutegur c. Termodünaamika II alus (printsiip) d. Entroopia ja süsteemi oleku tõenäosus A. Ringprotsess. Pööratav ja mittepööratav protsess Pööratav protsessi saab teostada vastupidises suunas nii, et süsteem läbib vastupidises järjekorras kõik samad olekud, mida ta läbis pärisuunas. Pärast protsessi ja tema pöördprotsessi ei tohi keskkonda jääda mingeid muutusi.
kehalt teisele. Kaks keha (ainekogust) on termodünaamilises tasakaalus, kui soojus ühelt teisele ei lähe (ehkki võiks minna). Kui kaks keha on TD tasakaalus, siis on neil sama temperatuur. Soojusmasin on seade, mis muundab soojust tööks. Soojusmasin võtab kuumalt kehalt (soojendilt) soojushulga Q1 , muudab osa sellest mehaaniliseks tööks A ning annab ülejäänud osa Q2 ära külmemale kehale (jahutile). Soojusmasina kasutegur = A / Q1 = (Q1 - Q2) / Q1 . Carnot' tsükkel (ringprotsess) koosneb kahest isotermist ja kahest adiabaadist. Carnot' tsüklil töötava soojusmasina korral paisub töötav aine algul isotermiliselt, võttes soojendilt soojushulga Q1 . Seejärel paisub ta varem omandatud siseenergia arvel veel adiabaatiliselt (tema temperatuur langeb) . Järgneb töötava aine isotermiline kokkutõmbumine, mille käigus ta annab soojushulga Q2 ära jahutile. Lõpuks surub välisjõud ainet ka adiabaatiliselt kokku, taastades siseenergia ning
...................35 4.2 PÕLEVKIVIÕLI TOOTMINE..............................................................................................................................35 5 SOOJUSELEKTRIJAAMAD...........................................................................................................................36 5.1 SOOJUSJÕUSEADMETE RINGPROTSESSID.......................................................................................................36 5.1.1 Carnot` ringprotsess........................................................................................................................36 5.1.2 Rankine'i ringprotsess ..................................................................................................................37 5.1.3 Sisepõlemismootorid......................................................................................................................39 5.1.4 Otto ringprotsess...............................
HEJ tammi taha tekkiva veehoidla tõttu: · hävivad paljud looma- ja taimeliigid, kaovad elupaigad ja kasvukohad; · muutub kohalik ökosüsteem; · muutub kohalik kliima (suurem aurumine); · piirkonnas võib tekkida seismilisi probleeme HEJ tammi tõttu: · on häiritud kalade liikumine jões; · Jõuab jõe alamjooksule vähem settematerjali (viljakat muda); · kuhjuvad setted tammi taha ja veehoidlat peab aeg-ajalt puhastama 52. Mis on ideaalne ringprotsess? Carnot` ringprotsess on ideaalse soojusjõumasina ringprotsess, mille kasutegur sõltub ainult soojusallika ja jahutaja temperatuuridest ning ei sõltu töötava keha omadustest 53. Miks aurujõuseadmes ei saa rakendada Carnot' ringprotsessi? sest erinevalt aurujõuseadmetest ei vajata siin soojusvahetuspindu soojushulga edastamiseks töötavale kehale. 54. Kui kõrge võiks olla kondensatsioon-aurujõuseadme kasutegur? Kuhu läheb põhiosa soojuskaost?
Termodünaa-mika I Süsteemile ülekandunud soojushulga arvel suureneb süsteemi siseenergia ja süsteem teeb mehaanilist tööd. printsiip Q U A Q süsteemile antud soojushulk, U siseenergia muut, A sisejõudude töö Ringprotsess: U 0 AQ A > 0 sisemised jõud teevad tööd, A < 0 välised jõud teevad tööd
102. Kuidas leitakse töö isohoorilisel protsessil? Kasutage lähtepunktina alljärgnevaid seoseid. dQ = CV dT dQ = dU + dA 103. Kuidas leitakse töö isobaarilisel protsessil? Kasutage lähtepunktina alljärgnevaid seoseid. 104. Mis on adiabaatilise protsessi tunnus? Võrrand. See on protsess, mis toimub ilma soojusvahetuseta süsteemi ja väliskeskkonna vahel. pV=RT 105. Mis on ringprotsess? Joonistage p-V teljestikus otsetsükkel ja pööratud tsükkel. Milline on tehtud töö nendes tsüklites? Töö on esimeses protsessis positiivne, teises negatiivne. 106. Kuidas leitakse soojusprotsessi kasutegur? Missugune on pööratav ja missugune on mittepööratav protsess? 107. Joonistage soojusmasina ja külmutusmasina skeem koos soojusvoogude tähistega ja temperatuuridega. 108. Tooge vähemalt kolm termodünaamika II seaduse formuleeringut. 109.-110
Seejuures peab komprimeerimisprotsessis tarbitav töö olema väiksem paisumisprotsessis sooritatud tööst. Vastasel juhul soojusjõumasinas kasulikku tööd ei tehta. Selliseid termodünaamilisi protsesse, kus termodünaamiline keha perioodiliselt paisub ning komprimeerimisprotsessiga taastatakse ta algolek, nimetatakse r i n g p r o t s e s s i d e k s. Ringprotsessid väljenduvad nii pv-kui ka Ts-diagrammil kinniste kontuuridena. Joonis 14a. Ringprotsess (a) ja pöördringprotsess (külmutusseadmed) (b). Ringprotsess: Toimingu termodünaamilise keha (gaasi) oleku muutused joonisel 14a kujutatud ringprotsessi tsükli noolega näidatud suundades. Lõigul ABC gaas paisub, erimaht suureneb vA-lt vB-ni. Järelikult on gaasi paisumistöö positiivne ja kujutletav pindalana eABCf. . Selle töö sooritamiseks vajab gaas soojust q1. Lõigul CDA gaas surutakse välisjõuga kokku(komprimeeritakse) esialgse olekuni, siin tehtav töö on
48. Millal saadakse soojusjõumasinas kasulikku tööd Kasulikku tööd saadakse ainult siis, kui komprimeerimisel tarbitava töö (lk) absoluutväärtus on väiksem paisumistöö (lp) absoluutväärtusest. 49. Kasuliku töö kujutamine T-s ja p-v diagrammil. 50. Ringprotsessi termiline kasutegur. Tagastatavas ringprotsessis tehtd kasuliku töö ja ringprotsessi antud soojushulga suhet nimetatakse ringprotsessi termiliseks kasuteguriks. 51. Carnot ringprotsess ja selle kujutamine T-s ja p-v diagrammil (põhiprotsesside äramärkimisega) Termodünaamiline keha paisub olekust 1 olekusse 2 isotermiliselt Isotermiline paisumistöö avaldub pv-diagrammil pindalana A12BA Mainitud töö tehakse protsessi juhitud soojuse arvel (saadakse soojusallikalt), mis Ts-diagrammil
49. Millal saadakse soojusjõumasinas kasulikku tööd Kasulikku tööd saadakse ainult siis, kui komprimeerimisel tarbitava töö (lk) absoluutväärtus on väiksem paisumistöö (lp) absoluutväärtusest. 50. Kasuliku töö kujutamine T-s ja p-v diagrammil. 51. Ringprotsessi termiline kasutegur. Tagastatavas ringprotsessis tehtud kasuliku töö ja ringprotsessi antud soojushulga suhet nimetatakse ringprotsessi termiliseks kasuteguriks 52. Carnot ringprotsess ja selle kujutamine T-s ja p-v diagrammil (põhiprotsesside äramärkimisega) Termodünaamiline keha paisub olekust 1 olekusse 2 isotermiliselt Isotermiline paisumistöö avaldub pv-diagrammil pindalana A12BA Mainitud töö tehakse protsessi juhitud soojuse arvel (saadakse soojusallikalt), mis Ts-diagrammil avaldub pindalana q1=A12BA. Isotermilisele paisumisele järgneb isoentroopiline paisumine 2-3. Selles protsessis tehtud töö valdub pv-diagrammil pindalana B23CB 53
Selle käigus võrreldakse kütuse põlemise käigus vabanenud soojust ja kasulikku tööd. "Kahjulik" soojus on see, mis tuleb anda masinale mehaanilise töö saamiseks. Taandatud soojus -Clausius taandatud soojuseks ning formuleeris termodünaamika II printsiibi kui taandatud soojuse säilivuse ideaalsel protsessil. Taandatud soojus on seda suurem, mida madalamal temperatuuril toimub soojusülekanne. Tegelikult sõnastas Clausius oma seaduse pisut teisiti, võrratusena. Ringprotsess- Ringprotsess = termodünaamiline protsess, mille lõppolek langeb ühte algolekuga.
•Soojusmasin ja selle kasutegur Soojusmasin = seade, mis muudab soojusenergia mehaaniliseks tööks § Masina tööks vajalikku soojust võib saada: • kütuste põletamisel •• päikese või tuumaenergiast • vulkaanilistes piirkondades kasutatakse ka Maasisest (geotermaalset) soojust. Soojusmasina kasutegur on masina poolt tehtava töö ja soojendilt saadud energia suhe •Ringprotsess (+ joonis) Ringprotsess = termodünaamiline protsess, mille lõppolek langeb ühte algolekuga § Üleminek ühest olekust teise, võib toimuda erinevaid teid pidi, ja igale teele vastab erinev "töö", st. erineva kuju ja pindalaga kõverjooneline trapets § Just siin peitubki soojusmasina ehitamise võimalus: •Carnot’ tsükkel, selle pööratud tsükkel ja kasutegur (+ joonis) Pööratava tsükliga
Muutumatuks gaasi soojendamise-jahutamise ajal, adiabaatilisel aga mitte. Lisaks ruumala suurenemisele pisumisel langeb adiabaatisel ka tamp. On kaks rõhku alandavat tegurit isotermilise protsessi ühe asemel. p adiabaat isoterm 0 V 35. Soojusmasinad. Triviaalne soojusmasin. Osad – soojendaja, jahutaja, töötav keha. Ringprotsess, A, η (kasutegur), joonis (pV tasand, ruut või ring) kasutegur – valem p 0 V Soojusmasin on masin, mis muudab soojusenergia mehaaniliseks tööks. Soojusmasin võtab kuumalt kehalt soojushulga Q1, muudab osa sellest mehhaaniliseks tööks A ning annab ülejäänud osa Q2 ära külmemale kehale.
kanda soojust üle külmemalt kehalt soojemale ilma tööd tegemata. Ehk kõik mis algab liigub lõpu poole ja peab kunagi ka lõppema. Isoleeritud süsteemi entroopia kasvab ajas. Spontaanses protsessid peab entroopia kasvama. Isoleeritud süsteemis toimuvad iseeneslikud protsessid entroopia kasvu suunas. III seadus väidab, et absoluutsel nulltemperatuuril entroopia võrdub nulliga. Annab aluse ainete absoluutsete entroopiate leidmiseks. 10. Carnot ringprotsess. Carnot’ ringprotsessi kui soojusmasina analüüsist tulenevad järeldused. Soojusmasina (Carnot’ ringprotsessi) kasutegur. Soojuspump. Entroopia. Spontaanne muutus, entroopia ja korrapäratus, entroopiamuut. Standardsed molaarsed entroopiad ja reaktsioonientroopiad. Globaalne entroopiamuut. Keskkond. Summaarne entroopiamuut. Entroopia sõltuvus temperatuurist. Carnot ringprotsess on ideaalmudel termodünaamika II seaduse kirjeldamiseks. 1
seda kaootilisem on osakeste liikumine. S=klnP Soojusmasin ja selle kasutegur Perioodiliselt tegutsevat mootorit, mis teeb tööd väljastpoolt saadava soojuse arvelt, nimetatakse soojusmasinaks Soojusmasina kasutegur η on defineeritud kui tsüklis tehtud töö A ja tsüklis saadud soojushulga Q1 suhe. A η= , kus A=Q1−Q2 . Q on saadud soojushulk ja Q on ruumala väheemisel gaasilt võetud soojus Q1 1 2 o Ringprotsess (+ joonis paremal) ehk tsükliks nimetatakse protsessi mille puhul süsteem pöördub pärast muutusi tagasi oma lähteolekusse
Graafiliselt on soojusmasina töö kahe kõveraga (isotermiga) piiratud kujundi pindala. Tasulik töö tekib seetõttu, et gaas surutakse kokku madalamal temperatuuril kui ta paisub. Kuna kogu soojust ei saa muutu kasulikuks tööks, tuleb kasutada kasuteguri (η) mõistet. Reaalse soojusmasina kasutegur ei saa olla suurem samas temperatuurivahemikus töötava ideaalse soojusmasina kasutegurist T1 – soojendi temperatuur. T2 – jahuti temperatuur. Kõige efektiivsem ringprotsess on Carnot ringprotsess. ( Nicolas Léonard Sadi Carnot 1 juuni 1796 – 24 august 1832)
H F. H1F F2H (.2-8). , . . , : dq = du + dl ( 2 35) , (2-35) , : l = q1 q2 ( 2 36) (2-36) Ts - , pv- . , ... t = l/ q 1 = 1 q 2 /q 1 (2 37) ... . ... , . , . . ... , q0 , l, : = q0/l (2-38) ... ... : = 1/ t 1 (2-39) . Carnot' ringprotsess. ... . . 2-10. pv . . 2-11. Ts . () -- : , 2- 2- . p,- T,s- .3.1. 1-2 s1=Const. 1 2. 2-3 , q2 . 3-4 s2=Const. 3 4. 4-1 , q1 . (....). t = L / Q , (3.8) t = (Q1 Q2) / Q1 . .... : t = (1 2) / 1 . (3.9) 1- : || " ... || || ". 2- : || " || " .. .... .... : t > t . (3.10) 11. . . . ( ( , )
Atsetüül-CoA Krepsi tsüklisse TKT-s toimub ATP, NADH glükoosi täielik TKT lagundamine CO2, H2O Joonis 7. Aeroobne glükolüüs Aeroobne glükolüüs Tsitraattsükkel e Krebsi tsükkel Üheksast vaheühendist koosnev Atsetüül CoA universaalne ringprotsess Ühe ringi käigus vabaneb 2 molekuli CO2-te ja vett ning 12 molekuli ATP-d Kestev hapnikuvaegus kutsub esile TKT häirumise ja anaeroobse glükolüüsi intensiivistumise Oksaloatsetaat Tsitraat (laktatsidoosi arenemise) Metabolismimürgid: fluoratsetaat TKT Suktsinüül CoA -ketoglutaraat Aeroobne glükolüüs
o Faas ja faasisiire o Olekudiagramm, faasisiirekõverad (+ joonis) o Olekudiagrammi (vee) kolmikpunkt o Siirdesoojused (+ valemid ja mõõtühikud) o 2. järku faasiüleminekud 16) Termodünaamika II. printsiip ja soojusmasinad o Protsesside mittepööratavus o Termodünaamika II. printsiip (erinevad sõnastused) o Entroopia ja termodünaamiline tõenäosus (+ valem) o Soojusmasin ja selle kasutegur o Ringprotsess (+ joonis) o Carnot’ tsükkel, selle pööratud tsükkel ja kasutegur (+ joonis)
Reaalsete soojusmasinate kasutegurid jäävad tugevasti alla 100%. Ideaalse soojusmasina tsükli järgi saaks kasutegureid viia küllaltki kõrgele. Kui kasutada jahutina välistemperatuuri 300 K ja soojendina gaasi plahvatust silindris rõhul mõnikümmend atmosfääri, temperatuur on 3000 K, ei saa kasutegurit viia üle 90%. Maksimaalseks kasuteguriks loetakse ka 62%. Reaalses elus seisavad sellele masinale vastu kõiksugu jõud: hõõrdejõud, soojuskaod jne. 9.3.Carno't ringprotsess - koosneb isotermilisest paisumisest-töötav keha on kokkupuutes soojusallikaga, mille absoluutne temp. on T1 ja saab sellelt soojushulga Q1. Adiabaatilisest paisumisest töötav keha teeb oma siseenergia arvel tööd ning jahutab jahutaja temp-ni T2. Isotermilisest kokkusurumisest töötav keha annab Temp-l T2 jahutajale soojushulga Q2. Adiabaatilisest kokkusurutud keha temp. tõuseb uuesti soojusallika temp.-ni
1793 – Louis XVI ja Marie Antoinette’i hukkamine Ratio mõtles välja energia. ; Esimest liiki perpetuum mobile on masin, mis toodab energiat mittemillestki 1842 James Joule (1818-1889) - näitas, et kineetilist energiat saab muuta soojusenergiaks. Formuleeriti energia üldise jäävuse seadus: liikumine + soojus + elekter + hääl + …= const Nicolas Carnot 1824 - Soojusmasin muudab soojuse mehaaniliseks tööks. Soojusmasinate töö on tsükliline, iga tsükli moodustab ringprotsess (Carnot’ tsükkel), mille lõpul masin on samas olekus nagu alguses. Soojusmasin koosneb kolmest osast: soojendi, masin ise ja jahuti. 1) Teist liiki perpetuum mobile on võimatu. Teist liiki perpetuum mobile on masin, mis muudab kogu soojuse tööks 2) Jahtuv keha saab kõrvalt tehtava töö abita soojendada ainult niisuguseid kehasid, mille temperatuur on tema omast madalam. 3) Isoleeritud süsteemi entroopia püüab kasvada maksimumini Entroopia on energia kvaliteedi mõõt
2 aatomi korral 3 2 öö 5 c. 3 ja enama aatomi korral 3 3 öö 6 1 / 105. Mis on ringprotsess? Joonistage pV teljestikus otsetsükkel ja pööratud tsükkel. Milline on tehtud töö
Mida suurem entroopia, seda kaootilisem on osakeste liikumine. S=klnP 3. Soojusmasin ja selle kasutegur Soojusmasin ka termodünaamiline mootor on masin, mis muudab soojusenergia mehaaniliseks tööks. Soojusmasina kasutegur näitab, kui palju kogu tööst muudab soojusmasin kasulikuks tööks. Selle käigus võrreldakse kütuse põlemise käigus vabanenud soojust ja kasulikku tööd. “Kahjulik” soojus on see, mis tuleb anda masinale mehaanilise töö saamiseks. 4. Ringprotsess (+ joonis) Ringprotsess on termodünaamiline protsess, mille lõppolek langeb ühte algolekuga. Üleminek ühest olekust teise võib toimuda erinevaid teid pidi, ja igale teele vastab erinev "töö", st. erineva kuju ja pindalaga kõverjooneline trapets. 14 ELEKTROMAGNETISM 15.ELEKTROSTAATIKA 1. Elektrilaeng, elementaarlaeng (+ mõõtühik) Elektrilaeng e
ml2= -mglsin -> =Acos(0t+ ). 2 02 2 Ringprotsess, soojusjõumasin, Carnot t0 Võnkesagedus sõltub pendli pikkusest ja raskuskiirendusest, võnkeperiood : tsükkel l
saab tööd avaldada veel mitmel erikujul. Mõned neist: -1 R T1 V A = [1 - ( 1 ) ] , (39) -1 V2 -1 R T1 p A = [1 - ( 2 ) ] . (40) -1 p1 Nüüd peaks olema ka arusaadav, miks suurus kannab adiabaadi astendaja nime. Carnot' ringprotsess Prantsuse füüsik ja insener Nicolas Léonard Sadi Carnot (1796-1832) esitas 1824. a. tööpõhimõtted idealiseeritud soojusjõumasinale, mis töötab perioodilisel ringprotsessil. Ringprotsessiks nimetatakse protsessi, mille lõppedes süs-teem saavutab taas algoleku (st. taastuvad olekuparameet-rite algväärtused). Ringprotsess koosneb kahest osast - gaasi paisumisest ja kokkusurumisest. Eristatakse otsest ja pöörd-ringprotsessi. Esimesel juhul on
Selle käigus saavutab süsteem tasakaaluoleku ning kaotab võime edasi tööd teha. Iseenesest süsteem tasakaaluolekust välja ei lähe. Protsesside suuna ja tasakaaluoleku kindlakstegemine põhineb td. II seadusel: *Ei ole võimalik selline protsess, kus kogu soojus muutetaks tööks ning pole võimalik kanda soojust üle külmemalt kehalt soojemale ilma tööd tegemata. *Isoleeritud süsteemi entroopia kasvab ajas. Carnot' ringprotsess *Carnot' ringprotsess on ideaalmudel termodünaamika II seaduse kirjeldamiseks. Üks mool ideaalset gaasi paisub isotermiliselt (AB) ja adiabaatiliselt (BC) ning seejärel surutakse kokku isotermiliselt (CD) ning adiabaatiliselt (DA), nii et gaasi lõppolek vastab algolekule. *Kõik protsessid on pöörduvad. Carnot' ringprotsessi kasutegur töö on seda suurem, mida suurem on sooja ja külma keha temperatuuride erinevus.
Selle käigus saavutab süsteem tasakaaluoleku ning kaotab võime edasi tööd teha. Iseenesest süsteem tasakaaluolekust välja ei lähe. Protsesside suuna ja tasakaaluoleku kindlakstegemine põhineb td. II seadusel: *Ei ole võimalik selline protsess, kus kogu soojus muutetaks tööks ning pole võimalik kanda soojust üle külmemalt kehalt soojemale ilma tööd tegemata. *Isoleeritud süsteemi entroopia kasvab ajas. Carnot' ringprotsess *Carnot' ringprotsess on ideaalmudel termodünaamika II seaduse kirjeldamiseks. Üks mool ideaalset gaasi paisub isotermiliselt (AB) ja adiabaatiliselt (BC) ning seejärel surutakse kokku isotermiliselt (CD) ning adiabaatiliselt (DA), nii et gaasi lõppolek vastab algolekule. *Kõik protsessid on pöörduvad. Carnot' ringprotsessi kasutegur töö on seda suurem, mida suurem on sooja ja külma keha temperatuuride erinevus.
Moolsoojus on ühe mooli soojendamiseks 1K võrra kulunud soojushulk. 102. Kuidas leitakse töö isohoorilisel protsessil? Kasutage lähtepunktina alljärgnevaid seoseid. 103. Kuidas leitakse töö isobaarilisel protsessil? Kasutage lähtepunktina alljärgnevaid seoseid. 104. Mis on adiabaatilise protsessi tunnus? Võrrand. See on protsess, mis toimub ilma soojusvahetuseta süsteemi ja väliskeskkonna vahel. (Pilved, aevastus, plahvatusmootorid...) dQ = 0 105. Mis on ringprotsess? Joonistage p-V teljestikus otsetsükkel ja pööratud tsükkel. Milline on tehtud töö nendes tsüklites? 106. Kuidas leitakse soojusprotsessi kasutegur? Missugune on pööratav ja missugune on mittepööratav protsess? Pööratav protsess see on protsess kus ümbritsevas keskkonnas ei toimu muutusi. See on nn. tasakaaluline protsess. Mittepööratav on mittetasakaaluline protsess. Reaalsed protsessid on mittepööratavad. Protsessi pööratavus on see
ehk virreks. Meskit kääritatakse pärmi abil spetsiaalsetes käärimisnõudes mahutavusega 100…200 m3. pärmiseened lahustavad hekssoossuhkru elutegevuse käigus etüülpiirituseks ja süsihappegaasiks. Puidusöe tootmise võimalused, puidusöe kasutamisvõimalused? Söetootmise meetodid: 1) Retordisisene kuumutamine. 2) Retordi kuumutamine väljastpoolt küttepuidu, kütteõli või elektriga. 3) Toorme kuumutamine retordist väljuvate põlemisgaasidega (ringprotsess). Enim levinud on esimene viis. Selle puudus on osa toorme tuhaks põlemine. Põlemisprotsessi saab kontrollida ainult sisselastava õhu kogusega. See meetod sobib piirkondadesse, kus tooraine on odav. Teisel viisil kuumutatakse retorti väljastpoolt lokaalse põletiga. Hapniku juurdepääs toormele on minimaalne ja täpselt reguleeritav. Materjali kuumutamiseks võib kasutada ka väljuvaid gaase. Kolmas meetod on kallim, kuid tagab puusöe suure saagise ja vähese energiakulu.
annaabi.ee 
