Δύναμη F F=m*a kgm/s 2. N = W / t 1 J / s = 1 Watt ( W ) 1 HP ~ 76 kp*m / s ~ 746 W. 1 PS ~ 75 kp*m / s ~ 736 W. 1 τεχνική ατμόσφαιρα 1 at

Σχετικά έγγραφα
Πρώτος Θερμοδυναμικός Νόμος

EΡΓΟ-ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ-ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

Ενθαλπία. Ηενθαλπία (Η) συστήµατος ορίζεται ως: Η=U+pV

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ

διαιρούμε με το εμβαδό Α 2 του εμβόλου (1)

ΑΝΤΙΣΤΡΕΠΤΕΣ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΘΕΩΡΙΑ

ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΘΕΜΑ 1 Ο

V (β) Αν κατά τη μεταβολή ΓΑ μεταφέρεται θερμότητα 22J από το αέριο στο περιβάλλον, να βρεθεί το έργο W ΓA.

. ΠΡΩΤΟΣ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΟΣ ΝΟΜΟΣ

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ / B ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: Α ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ Μ.-ΑΓΙΑΝΝΙΩΤΑΚΗ ΑΝ.-ΠΟΥΛΗ Κ.

Επανάληψη των Κεφαλαίων 1 και 2 Φυσικής Γ Έσπερινού Κατεύθυνσης

ΝΟΜΟΙ ΑΕΡΙΩΝ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ

Σχέσεις µεταξύ θερµοδυναµικών παραµέτρων σε κλειστά συστήµατα σταθερής σύστασης

Θερμότητα - διαφάνειες , Σειρά 1

Μεταβολή Q, W, ΔU Παρατηρήσεις (3) ) Q = nrt ln V 1. W = Q = nrt ln U = 0 (5). Q = nc V T (8) W = 0 (9) U = nc V T (10)

2. Ασκήσεις Θερµοδυναµικής

ΜΑΝΩΛΗ ΡΙΤΣΑ ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ. Τράπεζα θεμάτων. Δ Θέμα ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ


Το παραγόµενο έργο είναι µεγαλύτερο στη µεταβολή β. Η προσφερόµενη θερµότητα είναι µεγαλύτερη στη µεταβολή β

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΥΤΕΡΟ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗ

Ζήτημα 1 0. Επώνυμο... Όνομα... Αγρίνιο 1/3/2015. Επιλέξτε τη σωστή απάντηση

Προσανατολισμού Θερμοδυναμική

Κατά την αδιαβατική αντιστρεπτή µεταβολή ενός ιδανικού αερίου, η πίεση του αερίου αυξάνεται. Στην περίπτωση αυτή

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ B' ΛΥΚΕΙΟΥ 15/11/2009

Μεταβολή Q, W, ΔU Παρατηρήσεις (3) ) Q = nrt ln V 1. W = Q = nrt ln U = 0 (5). Q = nc V T (8) W = 0 (9) U = nc V T (10)

Φυσική Προσανατολισμού Β Λυκείου Κεφάλαιο 2 ο. Σύντομη Θεωρία

ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΙΣΟΧΩΡΗ ΜΕΤΑΒΟΛΗ

Θερμοδυναμική. Ενότητα 3: Ασκήσεις στη Θερμοδυναμική. Κυρατζής Νικόλαος Τμήμα Μηχανικών Περιβάλλοντος και Μηχανικών Αντιρρύπανσης ΤΕ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Π.Φ. ΜΟΙΡΑ ΑΕΡΙΟ VAN DER WAALS ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗ

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι. Ενότητα 4: Πρώτος Θερμοδυναμικός Νόμος. Σογομών Μπογοσιάν Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι. 1ος Θερμοδυναμικός Νόμος. Σύστημα. Αλληλεπίδραση Συστήματος-Περιβάλλοντος ΕΡΓΟ. f(p k, k =1...N)=0

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Π.Φ. ΜΟΙΡΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

εύτερος Θερμοδυναμικός Νόμος Εντροπία ιαθέσιμη ενέργεια Εξέργεια

1ος Θερμοδυναμικός Νόμος

3ο ιαγώνισµα Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου Θερµοδυναµική/Ιδανικά Αέρια. Ενδεικτικές Λύσεις. Θέµα Α

Υπεύθυνοι Καθηγητές: Γκαραγκουνούλης Ι., Κοέν Ρ., Κυριτσάκας Β. B ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ : ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΤΑΞΗ : Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΕΡΙΟΔΟΥ : MAΡΤΙΟΣ 2017

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ. Διάρκεια εξέτασης: 7.200sec (& κάθε ένα μετράει ) ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ:

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Β. συντελεστής απόδοσης δίνεται από τη σχέση e = 1

2.60 ακαριαία. σιγά σιγά

- 31 Ερωτήσεις Αξιολόγησης για ΤΕΣΤ Θεωρίας.

ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ. α. Χρησιμοποιώντας τον πρώτο θερμοδυναμικό νόμο έχουμε : J J J

Για τα έργα και που παράγει το αέριο κατά τις διαδρομές και, αντίστοιχα, ισχύει η σχέση: α. β. γ. δ. Μονάδες 5. p A B O V

Θερμοδυναμική του ατμοσφαιρικού αέρα

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΙΔΑΝΙΚΑ ΑΕΡΙΑ/ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Φυσική Προσανατολισμού Β Λυκείου Κυριακή 6 Μαρτίου 2016 Θέμα Α

E. ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ. 2. Β2.26 Με ποιόν τρόπο αποβάλλεται θερµότητα κατά τη λειτουργία της µηχανής του αυτοκινήτου;

ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ : ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΤΑΞΗ : Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΕΡΙΟΔΟΥ : ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 2016

2 ο κεφάλαιο. φυσικές έννοιες. κινητήριες μηχανές

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΡΑΠΕΖΑ ΘΕΜΑΤΩΝ ΘΕΜΑ 4

ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ ΜΕ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΙΣ Μ.Ε.Κ. Μ.Ε.Κ. Ι (Θ)

β) Ένα αέριο μπορεί να απορροφά θερμότητα και να μην αυξάνεται η γ) Η εσωτερική ενέργεια ενός αερίου είναι ανάλογη της απόλυτης

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ Ποσότητα αερίου υδρογόνου βρίσκεται στην ίδια θερμοκρασία με ποσότητα αερίου οξυγόνου (και τα δύο αέρια θεωρούνται ιδανικά). Δ1.

ΜΟΡΦΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ. ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ (Μεταβατικές) ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΕΡΓΟ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

2. Ασκήσεις Θερμοδυναμικής. Ομάδα Γ.

Παραγωγή Ηλεκτρικής Ενέργειας. 6ο Εξάμηνο Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών. 1η Σειρά Ασκήσεων.

ΠΡΟΤΥΠΟ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ & ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ-2 ος ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟΣ ΝΟΜΟΣ

3. Ν αποδειχθεί ότι σε ιδανικό αέριο : α=1/t και κ Τ =1/Ρ όπου α ο συντελεστής διαστολής και κ T ο ισόθερµος συντελεστής συµπιεστότητας.

3ο ιαγώνισµα Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου ευτέρα 2 Μάρτη 2015 Θερµοδυναµική/Ιδανικά Αέρια

Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ (Ασκήσεις πράξης) ΙΔΑΝΙΚΑ ΑΕΡΙΑ - ΕΡΓΟ

ΑΝΑΚΕΦΑΛΑΙΩΤΙΚΕΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ- ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΜΑΝΩΛΗ ΡΙΤΣΑ ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ. Τράπεζα θεμάτων. Β Θέμα ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ

ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Β ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΕΥΤΕΡΑ 18 ΙΟΥΝΙΟΥ 2001 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ : ΦΥΣΙΚΗ

ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗ ΑΕΡΙΑ

ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΚΡΟΥΣΕΙΣ- ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ-ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ

ΛΥΣΕΙΣ. µεταφορική κινητική ενέργεια του K η θερµοκρασία του αερίου πρέπει να: β) τετραπλασιαστεί δ) υποτετραπλασιαστεί (Μονάδες 5) δ) 0 J

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2

Στις ερωτήσεις A1 - A4, να γράψετε τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα σε κάθε αριθμό το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι. Ενότητα 8: Θερμοχωρητικότητα Χημικό δυναμικό και ισορροπία. Σογομών Μπογοσιάν Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών

(διαγώνισµα Θερµοδυναµική Ι)

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ Η ΚΑΤΑΣΤΑΤΙΚΗ ΕΞΙΣΩΣΗ ΤΩΝ ΤΕΛΕΙΩΝ ΑΕΡΙΩΝ

Θερμοδυναμική. Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ-ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ. κινητική + + δυναμική

Να γράψετε στο τετράδιο σας την σωστή απάντηση στις παρακάτω ερωτήσεις.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΝΟΜΟΙ ΑΕΡΙΩΝ - ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗ

Κάθε ποσότητα ύλης που περιορίζεται από μια κλειστή

ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΑΕΡΙΩΝ. 1. Δώστε τον ορισμό τον τύπο και το διάγραμμα σε άξονες P v της ισόθερμης μεταβολής. σελ. 10. και

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ: ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ / Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: Α ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 04/01/2014

Ι < Ι. Οπότε ο λαμπτήρας θα φωτοβολεί περισσότερο. Ο λαμπτήρα λειτουργεί κανονικά. συνεπώς το ρεύμα που τον διαρρέει είναι 1 Α.

Άσκηση 2.2. Ιδανικό αέριο διαστέλλεται ακολουθώντας τη διαδικασία PV 2 =const. Θερμαίνεται ή ψύχε- ται? (n=1 mole)

ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΟΥ ΛΟΓΟΥ γ = C p / C v ΤΟΥ ΑΕΡΑ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΤΩΝ ΙΔΑΝΙΚΩΝ ΑΕΡΙΩΝ

α. 0 β. mωr/2 γ. mωr δ. 2mωR (Μονάδες 5) γ) στην ισόθερμη εκτόνωση δ) στην ισόχωρη ψύξη (Μονάδες 5)

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β' ΛΥΚΕΙΟΥ

12 η Διάλεξη Θερμοδυναμική

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Π.Φ. ΜΟΙΡΑ ΕΝΤΡΟΠΙΑ ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 27 ΑΠΡΙΛΙΟΥ 2011 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ : ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ - ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΕΠΙΛΟΓΗ ΘΕΜΑΤΩΝ ΠΑΝΝΕΛΛΗΝΙΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1&2

Α. Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα σε κάθε αριθμό το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

F 2 ( F / T ) T T. (β) Να δείξετε ότι µετασχηµατισµός Legendre της J(1/T,V) που δίνει το

ΘΕΜΑ Α. Α1. δ Α2. γ Α3. β Α4. γ Α5. α. Λ, β. Λ, γ. Σ, δ. Λ, ε. Σ ΘΕΜΑ Β. B1. Σωστή απάντηση η ( β) Η επιτάχυνση του κάθε ηλεκτρικού φορτίου είναι:

2. Ορισµένη µάζα ενός ιδανικού αερίου πραγµατοποιεί τις παρακάτω

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ

Παρουσίαση Εννοιών στη Φυσική της Β Λυκείου. Κεφάλαιο Πρώτο Ενότητα: Θερμοδυναμική

ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ. κινητική + + δυναμική

Transcript:

Δύναμη F F=m*a kgm/s 2 1 kg*m/s 2 ~ 1 N 1 N ~ 10 5 dyn Ισχύς Ν = Έργο / χρόνος W = F*l 1 N*m = 1 Joule ( J ) N = W / t 1 J / s = 1 Watt ( W ) 1 1 kp*m / s 1 HP ~ 76 kp*m / s ~ 746 W 1 PS ~ 75 kp*m / s ~ 736 W Πίεση P = Δύναμη / επιφάνεια P = F / S 1 N / m 2 = 1 Pascal ( 1 Pa ) 1 τεχνική ατμόσφαιρα 1 at 1 at = 1 kp / cm 2 ~ 9,81 N / cm 2 1 φυσική ατμόσφαιρα 1 atm 1 atm ~ 1,033 at ~ 1,033 kp / cm 2 1 bar ~ 10 5 Pa

2 Μέτρηση πίεσης σε βάθος h μέσα σε υγρό Πίεση απόλυτη P abs ( ata ) P abs = P atm + ε * h (1) ε = ρ * g (2) Άρα από (1) και (2) => P atm h P abs = P atm + ρ * g * h (3) Πίεση που δείχνει το μανόμετρο P g P g = P abs - P atm = ρ*g *h (4) Το όργανο μετράει την παραπάνω από την ατμοσφαιρική πίεση ( atu ) Ακόμη υπάρχει και το κενόμετρο ( μετράει το κενό )

3 Θερμοκρασία Rankine ( R ) R = F + 460 Θερμοκρασία Kelvin ( απόλυτη ) ( K ) K = C + 273 ή Τ = Θ + 273-273 0 100 C 0 273 373 K Θερμοκρασία Fahrenheit ( Φαρενάϊτ ) -273 0 100 C 32 212 F

4 Διαφορά θερμοκρασίας = Ένδειξη θερμομέτρου α) Διαφορά θερμοκρασίας Διαφορά 100 C αντιστοιχούν σε διαφορά 180 F Χ ; C 1 F Διαφορά 1 βαθμός F ~ 5/9 βαθμός C β) Ένδειξη θερμομέτρου Έστω F η ένδειξη ενός θερμομέτρου Φαρενάϊτ και C η ένδειξη ενός θερμομέτρου Κελσίου για την ίδια θερμοκρασία. Διαφορά 100 C αντιστοιχούν σε διαφορά 180 F C 0 C F - 32 F C 5 = ( F 32) 9

5 Θερμόμετρα α) Θερμόμετρο υδραργύρου ή υγρού(διαστολής) β) Θερμόμετρο με αέριο γ) Θερμόμετρο με διμεταλλικό έλασμα δ) Ηλεκτρικό θερμόμετρο ε) Πυρόμετρο

6 Ενέργεια Θερμότητα = μια μορφή ενέργειας 1 Joule Ενέργεια Μηχανική (Δυναμική + Κινητική) μέσω W τριβής Θερμότητα Έργο W ( για F = σταθ ) W = F*S (F S) F F φ F F W = F*S*συνφ Όταν η δύναμη είναι κάθετη στη μετατόπιση, τότε δεν παράγει έργο, W = 0. Έργο Θετικό ή παραγόμενο Αρνητικό ή καταναλισκόμενο Το έργο του βάρους W = m*g*h

7 Ισχύς P ή Ν = ο ρυθμός παραγωγής έργου = = έργο ανά μονάδα χρόνου P = W t 1 Joule / s = 1 Watt Θερμοδυναμικό σύστημα αέριο W > 0 Το αέριο παράγει έργο, δίνει ενέργεια προς το περιβάλλον του αέριο W < 0 Το αέριο δέχεται έργο, το περιβάλλον του δίνει ενέργεια στο αέριο

8 σύστημα κλειστό ( ροή μάζας = 0 ) ανοικτό ( υπάρχει ροή μάζας = 0 ) Ροή μάζας dm kg m = dt s Διαδικασία Αντιστρεπτή Μη αντιστρεπτή Κάθε κατάσταση παριστάνεται με 1 σημείο Η μη αντιστρεπτή διαδικασία δεν μπορεί να παρασταθεί γραφικά, διότι δεν αποτελείται από διαδοχικές καταστάσεις ισορροπίας

9 Έργο κλειστού συστήματος Αέριο He Q dl Αρχικά P 1, 1 Δίνουμε θερμότητα Q στο αέριο Ρυθμός παροχής θερμότητας = θερμική ισχύς Τελικά P 2, 2 και μετατόπιση κατά dl(απειροστό) Εάν 2 > 1 => εκτόνωση Εάν 2 < 1 => συμπίεση Τώρα 2 > 1 => εκτόνωση => το αέριο παράγει έργο W => W > 0.

10 dw = F dl F P = F = P A dw = P A dl A και αφού d = A*dl A dl Άρα Έργο ογκομεταβολής 2 2 W = dw = P A dl = P d 1,2 1 1 2 1

11 Γενικότερα Έργο = «Εμβαδόν» στο διάγραμμα P- P W 1 2 Στην περίπτωση όπου η πίεση παραμένει σταθερή 2 2 W = P d = P d = P ( ) 1,2 2 1 1 1

12 Αρχή της διατήρησης της μάζας ( Α.Δ.Μ. ) Παροχή μάζας = μάζα ανά μονάδα χρόνου (kg/s) m = dm dt Παροχή όγκου = όγκος ανά μονάδα χρόνου (m 3 /s) = d dt m 3 m 2 m 1

13 m = m = m =... = m (1) 1 2 3 Εξ άλλου ρ m = m= ρ dm dt d = ρ dt m = ρ (2)

14 Άρα από (1) και (2) => = = =... = (1) 1 1 2 2 3 3 n n ρ ρ ρ ρ Α.Δ.Μ. 1 η μορφή A 1 2 Για πολύ μικρό dl => A = σταθερή =>

15 d dl d = A dl = A dt dt = A v (2) Άρα από (1) και (2) => ρ1 Av 1 1= ρ2 Av 2 2 =... = ρn Av n n (3) ( Α.Δ.Μ. 2 η μορφή )

16 Ακόμη m ρ= = πυκνό τητα 1 υ= = ειδικόό ς γκος = m ρ υ = 1 (4) ρ Άρα από (3) και (4) => A1 v1 A2 v2 An vn = =... = (5) υ υ υ 1 2 ( Α.Δ.Μ. 3 η μορφή ) n

17 1 ος Θερμοδυναμικός Νόμος Q dl Δίνουμε στο αέριο ποσό θερμότητας Q Το αέριο παίρνει τη θερμότητα Q και : Με ένα μέρος της παράγει έργο W σπρώχνοντας το έμβολο Το υπόλοιπο το κρατάει μέσα του και αυξάνει την εσωτερική του ενέργεια U

18 Εφαρμόζοντας την Αρχή της Διατήρησης της Ενέργειας => Q = ΔU + W 1 ος Θ.Ν. ή dq = du + dw ( διαφορική μορφή ) Πρόσημα : Q : + όταν το αέριο παίρνει θερμότητα W : + όταν το αέριο παράγει έργο ΔU : + όταν είναι αύξηση

19 Μια χαρακτηριστική ιδιότητα της εσωτερικής ενέργειας U Η εσωτερική ενέργεια U εξαρτάται μόνον από την αρχική και τελική κατάσταση και όχι από τη διαδρομή που ακολουθεί το αέριο. P ΔU = U 2 U 1 2 1

20 Ισοβαρής εκτόνωση P 1 2 1 2 Ισοβαρής συμπίεση P 2 1 2 1

21 Ισόχωρη θέρμανση P P 2 2 P 1 1 Ισόχωρη ψύξη P P 1 1 P 2 2

22 Ενθαλπία H = U + P* Ειδική Ενθαλπία = h h = Ενθαλπία ανά μονάδα μάζας ( J/kg ) H = U + P* => H U P = + m m m h= u+ P υ h = ειδική ενθαλπία ( J/kg ) u = ειδική εσωτερική ενέργεια ( J/kg ) υ = ειδικός όγκος ( m 3 /kg )

23 1 ος Θ.Ν. για ανοικτά συστήματα ( με ροή μάζας σε σταθερό όγκο ) Αρχή ( όγκος ελέγχου ) Όση ενέργεια εισέρχεται στο σύστημα = Τόση εξέρχεται από το σύστημα Σύστημα

24 1 ος Θ.Ν. για ανοικτά συστήματα m, υ, z, P, u, 2 2 2 2 2 m, υ, z, P, u, 1 1 1 1 1 Σύστημα Q W Z 2 Z 1

25 Αρχή διατήρησης της ενέργειας => Θερμότητα + Κινητική Ενέργεια 1 + Δυναμική Ενέργεια 1 + Ένθαλπία 1 Έργο + Κινητική Ενέργεια 2 + = Δυναμική Ενέργεια 2 + Ένθαλπία 2 Και όλα τα παραπάνω ανά μονάδα χρόνου

26 Ενθαλπία 1 2 1 mv Q + + m g z + m P υ + u 1 1 1 2 1 = 2 2 mv W + + m g z + m P υ + u 2 2 2 2 2 Ενθαλπία 2

27 2 2 v1 v2 Qm + + gz ( 1 z2) + ( P1 υ1+ u 1 P2 υ2 u 2) = W 2 2 2 v1 v2 Qm + + gz ( 1 z2) + ( h1 h2) = Wό λα m 2 2 2 Q v1 v 2 W + + g ( z1 z2) + ( h1 h2) = m 2 m 2 2 v1 v 2 q+ + g ( z ) ( ) 1 z2 + h1 h2 = w 2 ( J/ kg) ( 1 ος Θ.Ν. για ανοικτά συστήματα )

28 Νόμοι των αερίων P = mrt (1) Καταστατική εξίσωση των αερίων R = σταθερή του αερίου σε J / kg*k ( διαφορετική για κάθε αέριο!!! ) P = R T m P υ = R T (2)

29 Θέρμανση αερίου υπό σταθερή πίεση ( P = σταθ ) Q υπό σταθερό όγκο ( = σταθ ) Q

30 Θέρμανση αερίου υπό σταθερή πίεση ( P = σταθ ) Ειδική θερμότητα ή Θερμοχωρητικότητα υπό σταθερή πίεση C P C p dh J = dt kg K P

31 Θέρμανση αερίου υπό σταθερό όγκο ( = σταθ ) Ειδική θερμότητα ή Θερμοχωρητικότητα υπό σταθερό όγκο C C du J = dt kg K

32 Απόδειξη της σχέσης dq = du όταν =σταθ dq = du + dw 1 ος ΘΝ.. dq = du + P dυ αλλά dυ = 0 dw= P dυ = 0 Άρα dq = du όταν = σταθ

33 Απόδειξη της σχέσης dq = dh όταν P=σταθ h= u+ P υ Ορισμός dh = d( u) + d( P υ) αλλά d( P υ) = P dυ + υ dp Άρα dh = du + P dυ+ υ dp

34 Α λλά P = σταθ dp = 0 Άρα dh = du + P dυ Αλλά P dυ = dw Άρα dh = du + dw ο Αλλάαπό1 ΘΝ.. dq = du + dw Άρα dh = dq τελικά dq = dh όταν P = σταθ

35 Ισοβαρής Μεταβολή ( P = σταθ ) P = σταθ => dp = 0 W Q

36 Ισοβαρής θέρμανση ( εκτόνωση ) P 1 2 W 1,2 1 2 Q 1,2 W 1,2 2 2 W = P d = P d = P ( ) 1,2 2 1 1 1

37 Ισοβαρής ψύξη ( συμπίεση ) P 2 1 W 1,2 2 1 Q 1,2 W 1,2 2 2 W = P d = P d = P ( ) 1,2 2 1 1 1

38 Θερμότητα στην ισοβαρή μεταβολή dh = dq (1) Α λλά dh CP = dh= CP dt dt P Άρα από(1) και (2) (2) dq = dh = C dt Άρα P q h T 2 2 2 q h T 1 1 1 (3) dq = dh = C dt q q = h h = C ( T T) (4) 2 1 2 1 P 2 1 P και πολλαπλασιάζοντας επί m =>

39 m ( q q) = m ( h h) = m C ( T T) 2 1 2 1 P 2 1 Άρα Q Q = H H = m C ( T T) 2 1 2 1 P 2 1 Δηλαδή Q =Δ H = m C ( T T) 1,2 1,2 P 2 1 (5) K kg Joule kg*k Joule Joule

40 Νόμος της ισοβαρούς μεταβολής P 1, 1, T 1, m P 1 = P 2 P2, 2, T 2, m Από καταστατική => P 1* 1 =m * R * T 1 (1) P 2* 2 =m * R * T 2 (2) Άρα από (1) και (2) => T 1 1 T 2 2 P = =σταθ

41 Σχέση μεταξύ C P και C C P - C = R Απόδειξη P υ = R T d( P υ) = d( R T) υ dp + P dυ = R dt (1) Αλλά h= u+ P υ dh = du + υ dp + P dυ (2) Άρα απ ό (1) και (2) dh = du + R dt dh du = R dt dh du = R (3) dt dt

42 Από τη σχέση (3) και με βάση τους αντίστοιχους ορισμούς dh dt du = dt R (3) C P = dh dt (4) C P = dh dt (5) Απ ό (3),(4),(5) C C = R P

43 Ισόχωρη (ισόογκη) Μεταβολή ( = σταθ ) = σταθ => d = 0 Q Ισόχωρη θέρμανση Q > 0 Ισόχωρη ψύξη Q < 0

44 Ισόχωρη θέρμανση P P 2 2 P 1 1 Q 1,2 ΔU > 0

45 Ισόχωρη ψύξη P P 1 1 P 2 2 Q 1,2 ΔU < 0

46 Θερμότητα στην ισόχωρη μεταβολή Από 1 ο θερμοδυναμικό νόμο : dq = du + dw dq = du + P dυ αλλά dυ = 0 Άρα dq = du (1) q q u 2 2 dq u 1 1 = du q q = u u 2 1 2 1 q =Δu (2) 1,2 1,2

47 Υπολογισμός της συνολικής Θερμότητας Q 1,2 που παίρνει ή που δίνει το αέριο όταν θερμαίνεται υπό σταθερό όγκο Στην ισόχωρη μεταβολή ισχύει : dq = du (1) Α λλά

48 du C = du = C dt dt Άρα από(1) και (2) (2) dq = C dt Άρα q q T 2 2 T 1 1 (3) dq = C dt q q = C ( T T) 2 1 2 1 q = C ( T T) (4) 1,2 2 1 και πολλαπλασιάζοντας επί m =>

49 mq = mc ( T T) 1,2 2 1 Άρα Q = m C ( T T) 1,2 2 1 Τελικά Q =Δ U = m C ( T T) ( 5) 1,2 1,2 2 1 K kg Joule kg*k Joule Joule

50 Νόμος της ισόχωρης μεταβολής P 1, 1, T 1, m 1 = 2 P2, 2, T 2, m Από καταστατική => P 1* 1 =m * R * T 1 (1) P 2* 2 =m * R * T 2 (2) Άρα από (1) και (2) => P P T 1 1 T 2 2 = =σταθ

51 Ισόθερμη Μεταβολή ( Τ = σταθ ) Τ = σταθ Αλλά Pυ = RT άρα Pυ = σταθ = C εκτόνωση 2 > 1 Ισόθερμη συμπίεση 2 < 1

52 Ισόθερμη εκτόνωση P 1 P 1 P 2 2 T=σταθ W 1,2 υ 1 υ 2 υ Q 1,2 ΔU = 0 W 1,2

53 Ισόθερμη συμπίεση P 2 P 2 P 1 W 1,2 < 0 1 T=σταθ υ 2 υ 1 υ Q 1,2 ΔU = 0 W 1,2

54 Έργο στην ισόθερμη μεταβολή P 1 P 1 P 2 2 T=σταθ υ 1 dυ υ 2 υ(m 3 /kg) Για dυ πολύ μικρό => P = σταθ Άρα dw =P * dυ (1) Και αφού P * υ= C (2) => P = C/υ Άρα C dw = dυ υ

55 W W 1,2 1,2 w w 1,2 2 2 = dw= = C W υ υ 1 1 [ lnυ] υ υ C dυ υ 2 1 υ2 = C ln υ 1 Υπολογισμός του C P * υ = C => P 1* υ 1 = P 2* υ 2 = C

56 Άρα ο τύπος του έργου στην ισόθερμη μεταβολή γίνεται : W = P υ 1,2 1 1 ln υ υ 2 1 ή W = P υ ln 1,2 2 2 υ υ 2 1

57 Νόμος της ισόθερμης μεταβολής P 1, υ 1, T 1, m Τ 1 = Τ 2 P2, υ 2, T 2, m Από καταστατική => P 1* υ 1 =R * T 1 (1) P 2* υ 2 =R * T 2 (2) Άρα από (1) και (2) => P P υ 1 2 = T = υ 2 1 σταθ

58 Θερμότητα στην ισόθερμη μεταβολή 1 ος Θ.Ν. => dq = du + dw (1) Α λλά du C = du = C dt dt (2) τώρα Τ= σταθ dt = Άρα du = 0(3) 0 Άρα από(1) και (3) dq = dw Στην ισόθερμη μεταβολή ολόκληρη η θερμότητα γίνεται έργο W

59 Ενθαλπία στην ισόθερμη μεταβολή h= u+ P υ dh = du + d( P υ) αλλά du = 0 άρα dh = d( P υ) αλλά P υ = σταθ d( P υ) = άρα dh = 0 h = σταθ 0 h = h 1 2

60 Αδιαβατική Μεταβολή ( Q = 0 ) Το αέριο δεν ανταλλάσσει θερμότητα με το περιβάλλον του Δοχείο με έμβολο με θερμομονωτικά ( αδιαβατικά ) τοιχώματα dq = 0

61 Νόμος της Αδιαβατικής Μεταβολής P * k = σταθ Όπου k = C P / C εκτόνωση 2 > 1 Αδιαβατική συμπίεση 2 < 1

62 Αδιαβατική εκτόνωση P P 1 1 P 2 W 1,2 2 T 1 = σταθ T 2 = σταθ 1 2 Q = 0 ΔU < 0 W 1,2

63 Αδιαβατική συμπίεση P P 2 2 P 1 W 1,2 < 0 1 T 2 = σταθ T 1 = σταθ 2 1 Q = 0 ΔU > 0 W 1,2

64 Εσωτερική ενέργεια στην αδιαβατική μεταβολή 1 ος Θ.Ν. => dq = du + dw Αλλά dq = 0 άρα du du + dw = 0 = dw (1) Η μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας του αερίου είναι αντίθετη με το έργο

65 Έργο στην αδιαβατική μεταβολή du = dw (1) αλλά du C = dt du = C dt Άρα από(1) και (2) (2) dw = C dt Στην αδιαβατική μεταβολή : Όταν το αέριο παράγει έργο η εσωτερική του ενέργεια ελαττώνεται Όταν το αέριο καταναλώνει έργο η εσωτερική του ενέργεια αυξάνεται

66 Έργο στην αδιαβατική μεταβολή dw = P d w2 2 1,2 = = (1) w W dw P d αλλά W 1 1 k C P = C P= (2) k Άρα από (1) και (2) 1,2 2 C = d k 1 2 1 CP W1,2 = C d όπου k = > 1 k C 1

67 W 1,2 k + 1 = C k + 1 2 1 W 1,2 k+ 1 k+ 1 2 1 = C ( ) k+ 1 k+ 1 W 1,2 C C = k+ 1 k+ 1 k+ 1 k+ 1 2 1 Υπολογισμός του C P = P =C k k 1 1 2 2

68 Άρα ο τύπος του έργου στην ισόθερμη μεταβολή γίνεται : W 1,2 P P = k+ 1 k+ 1 k k+ 1 k k+ 1 2 2 2 1 1 1 W 1,2 P2 2 P1 1 = k+ 1 k+ 1 W 1,2 = P P 1 k 2 2 1 1

69 Έργο στην αδιαβατική μεταβολή Από καταστατική => P 1* 1 =m * R * T 1 (1) P 2* 2 =m * R * T 2 (2) και W P P 1 k 2 2 1 1 1,2 = (3) Άρα από (1),(2),(3) ή W 1,2 = m R T m R T 1 k 2 1 (4) W 1,2 = m R ( T2 T1) 1 k (5)

70 Έργο στην αδιαβατική μεταβολή = m υ 1 1 = m υ 1 1 (1) (2) P2 2 P1 1 W1,2 = 1 k Άρα από (1),(2),(3) (3) W ή W ή W 1,2 1,2 1,2 m P2 υ2 m P1 υ1 = 1 k m ( P2 υ2 P1 υ1) = 1 k m ( P2 υ2 P1 υ1) = 1 k (4) (5) (6)

71 Νόμος της αδιαβατικής μεταβολής P 1, 1, T 1, m P 2, 2, T 2, m Από καταστατική => P 1* 1 = m * R * T 1 (1) P 2* 2 = m * R * T 2 (2) Άρα από (1) και (2) => P T = P T 1 1 1 1 1 1 και ακόμη P = P k k 1 1 2 2