erotehnică 7 1.NOŢIUNI INRODUCIVE 1.1 erotehnica. Obiectul şi etodele sale de studiu Substanţa şi energia sunt asecte fundaentale ale naturii înconjurătoare. Substanţa este alcătuită din articule. Moleculele sunt articulele cele ai ici, din coonenţa substanţei, care ai ăstrează caracteristicile fizice şi chiice ale acesteia. Atoii sunt cele ai ici articule obţinute rin etode chiice. Noţiunea de cor rerezintă, din unctul de edere al fizicii, un ansablu de articule, în nuăr are, dar finit. Un ansablu de coruri de diensiuni acroscoice, aflate în interacţiune, forează un siste fizic. Sisteul fizic este deliitat de ediul înconjurător rin frontiere reale sau iaginare. În general, noţiunea de energie este definită ca fiind caacitatea de a roduce o schibare, în ofida rezistenţei care se oune schibării. Din unct de edere cantitati, energia rerezintă rodusul dintre forţa generalizată şi delasarea generalizată e care această forţă o roduce şi o controlează. În terodinaică, acest rodus este întotdeauna asociat cu un siste fizic bine definit. abel 1.1 Forţe şi delasări generalizate coresunzătoare rincialelor tiuri de energie care interin în terodinaică Energie Forţa generalizată Delasare generalizată Mecanică (lucru ecanic) Presiune Variaţia de olu erică eeratură Variaţia de entroie erodinaica, raură a ştiinţelor energetice, studiază atât stările de echilibru energetic al sisteelor fizice (condiţii de echilibru şi rorietăţi ale sisteelor), cât şi rocesele care conduc la echilibru şi care ilică transferuri energetice sub foră de căldură şi lucru ecanic. erotehnica este ştiinţa care alică în tehnică legile fundaentale ale terodinaicii. erotehnica studiază roducerea, transferul, transforările şi utilizarea căldurii în tehnică. Princialele etode de studiu sunt:! Metoda fenoenologică, rin care se studiază rocesele acroscoice, fără a exlica ecanisul roceselor oleculare care le însoţesc.! Metoda statistică, rin care studiul se efectuează considerând corurile ansablu de articule eleentare în nuăr finit. Această etodă se bazează e calculul robabilităţilor. Studiile statistice coletează studiile fenoenologice. 1. Siste terodinaic Metoda acroscoică foloseşte noţiunea de siste terodinaic. Relaţiile analitice dintre căldură, lucru ecanic şi rorietăţile terodinaice se stabilesc referitor la un siste terodinaic. Sisteul terodinaic este un ansablu cous dintr-un nuăr finit de coruri cu rorietăţi diferite, care se găsesc în interacţiune ecanică şi terică.
8 erotehnică Sisteul este deliitat de ediul înconjurător rin surafeţe (reale sau iaginare) de grosie infinit ică. Deci, tot ceea ce se află în exteriorul acestor graniţe rerezintă ediul înconjurător. Aceste surafeţe ot fi rigide sau deforabile. Schibul de energie oate aea loc în interiorul sisteului sau la frontiera dintre siste şi ediu. În funcţie de rorietăţile frontierelor, distinge ai ulte tiuri de sistee:! siste deschis! siste izolat; -siste izolat adiabat; -siste rigid;! siste închis. Sisteul deschis este sisteul ale cărui graniţe erit schib de aterie cu ediul abiant. De exelu, gazul din interiorul unui cilindru funcţionează ca siste deschis în tiul adisiei şi în tiul eacuării (fig.1.1b). Sisteul izolat este sisteul cu graniţe care îiedică atât schibul de asă, cât şi interacţiunea energetică cu ediul exterior. Prin interacţiune enrgetică se înţelege schib de căldură şi de lucru ecanic. Un siste izolat este şi închis, dar nu şi reciroc. În figura 1.1a este rerezentat un siste închis, dar neizolat: gazul din interiorul cilindrului cu iston rerezintă un siste închis atâta ree cât suaele de adisie şi eacuare sunt închise, dar nu este izolat deoarece este osibil atât schibul de căldură cu exteriorul, cât şi schibul de lucru ecanic (rin işcarea istonului oluul gazului ariază). Sisteul izolat adiabat este sisteul izolat ale cărui graniţe nu erit schib de căldură cu ediul înconjurător, dar erit schib de lucru ecanic (coresiune sau destindere). Sisteul rigid este sisteul care erite nuai schib energetic sub foră de căldură, dar nu şi de lucru ecanic (nu se odifică oluul). 1 4 1 4 a) b) Fig.1 Exelu de siste terodinaic:a) închis, 6 dar 5 neizolat; b) deschis 1.gaz (sisteul 6 terodinaic 5 studiat);.frontierele sisteului;. iston ideal (se işcă fără frecare); 4. cilindru; 5.suaă de adisie; 6.suaă de eacuare Sisteul închis este sisteul cu graniţe ienetrabile entru aterie, în consecinţă asa sisteului nu ariază indiferent de ariaţia oluului. Oogenitatea este un alt criteriu de clasificare a sisteelor. Siste oogen, sisteul entru care cooziţia chiică şi rorietăţile fizice sunt aceleaşi în orice unct din interiorul graniţelor sale. Orice doeniu oogen dintr-un siste rerezintă o fază. Un siste oogen este constituit dintro singură fază.
erotehnică 9 Siste eterogen, sisteul cous din ai ulte faze (ai ulte zone oogene diferite). Prorietăţile se odifică brusc la graniţele fazelor. De exelu, aa care fierbe într-un reciient sub resiune constituie, îreună cu aburul saturat, un siste eterogen bifazic. Deşi cooziţia chiică a aei care fierbe şi a aburului saturat este aceeaşi, rorietăţile fizice diferă. 1. Stare terodinaică. Proces terodinaic Concetul de stare terodinaică a unui siste se referă la ansablul tuturor ăriilor caracteristice sisteului, la un oent dat, ării care ar utea să se schibe în ura unei transforări. Starea unui siste terodinaic se deterină rin ăsurarea directă a unor ării fizice caracteristice. Măriile fizice ăsurabile la un siste şi care caracterizează starea sisteului la un oent dat constituie araetrii de stare. In terodinaică se foloseşte nuărul ini de araetri de stare care deterină colet starea sisteului: resiunea, teeratura şi oluul. Ei sunt consideraţi ării indeendente, din unct de edere ateatic, e baza cărora se ot deterina toate celelalte ării de stare. Funcţiile de stare descriu rorietăţile caracteristice ale unui siste terodinaic aflat într-o stare dată (la un oent dat ), rorietăţi care sunt funcţii de araetrii de stare. Dintre funcţiile de stare fac arte: energia internă, U; entalia, H; entroia, S; otenţialele terodinaice; exergia, Ex. Acestea sunt ării fizice acroscoice deterinate de işcarea oleculară internă. Valorile funcţiilor de stare se deterină cu ajutorul relaţiilor analitice. Ansablul araetrilor şi funcţiilor de stare constituie ăriile terodinaice de stare. Măriile de stare deendente de cantitatea de substanţă se nuesc extensie ( olu, entalie, entroie). Măriile indeendente de asă (resiunea, teeratura) se nuesc intensie. Din unct de edere ateatic, ăriile de stare sunt diferenţiale totale exacte. Condiţiile e care trebuie să le îndelinească o ărie f entru a fi diferenţială totală exactă sunt: f f( x,y) f f df dx + dy x y f xy df 1 f yx f f 1 df 0 Concetul de echilibru terodinaic defineşte condiţia sisteului entru care toate ăriile sale de stare răân constante în ti, câtă ree el este izolat de acţiunile ediului exterior (excetând acţiunea câurilor de forţe externe ). Starea de echilibru terodinaic este o stare de echilibru energetic, în care resiunea şi teeratura sunt unifore în toată asa sisteului. Luând în considerare fatul că terodinaica clasică studiază sisteele aflate în echilibru, ea este denuită, în od adecat, terostatică.
10 erotehnică recerea sisteului dintr-o stare de echilibru într-alta este deterinată de un transfer energetic dintre siste şi ediu şi oartă nuele de roces terodinaic. Fenoenul este caracterizat de ării de roces (lucrul ecanic, L; căldura, Q), ării care deind de natura rocesului terodinaic (odul în care se face trecerea). Sre deosebire de ăriile de roces, funcţiile de stare deind nuai de alorile araetrilor din starea iniţială şi cea finală. Procesul terodinaic sau transforarea de stare oate fi considerată o succesiune de stări de echilibru rin care trece un siste în ti. In figura 1. este rerezentată diagraa în cooronate - (diagraa ecanică), entru un roces terodinaic oarecare, rin care sisteul trece din starea de echilibru 1, în starea de echilibru. 1 1 1 Fig.1. Diagraa ecanică a unui roces terodinaic oarecare Sisteul sau corul care arcurge o transforare terodinaică de stare este denuit agent teric (agent de lucru). În terotehnică se utilizează cu reonderenţă gazele ca agenţi terici, deoarece îşi ăstrează starea de agregare e un doeniu ai larg de resiuni şi teeraturi. Dacă trecerea sisteului din starea iniţială în cea finală se face duă o lege unică, transforarea se nueşte transforare silă. ransforările colexe din ecanica reală sunt considerate ansabluri de transforări sile de stare. ransforarea terodinaică oate fi, din unct de edereenergetic: -reersibilă transforare terodinaică ce oate fi arcursă în abele sensuri (direct 1 şi iners 1, în cazul rerezentat în figura.1) astfel încât sisteul să treacă rin aceleaşi stări de echilibru; în acest caz, rocesul este conserati; -ireersibilă tranforarea nu oate aea loc în abele sensuri astfel încât să treacă rin aceleaşi stări de echilibru, deoarece o arte din energia sisteului se disiă. In realitate, işcarea este însoţită de frecare, iar frecarea conduce la disiarea unei ărţi din energia sisteului. ransforările terodinaice reale sunt totdeauna ireersibile, deoarece sunt însoţite de frecare. Atât în transforarea directă, cât şi în cea inersă, căldura rodusă rin frecare este cedată de siste ediului exterior, iar sensul de trecere a acestei călduri nu oate fi inersat.
erotehnică 11 1.4 Postulatele terodinaicii Baza axioatică a terodinaicii curinde două ostulate şi trei rinciii. Cele două ostulate ale terodinaicii exriă condiţiile în care se realizează starea de echilibru terodinaic. a.priul ostulat, nuit şi rinciiul general al terodinaicii, afiră că un siste izolat ajunge întotdeauna, duă un interal de ti, în starea de echilibru terodinaic intern şi nu oate ieşi din această stare de la sine. Deci, dacă un siste este scos din echilibru terodinaic şi aoi este izolat, el a reeni la condiţiile stării de echilibru duă un anuit interal de ti, nuit ti de relaxare. Rezultă că, într-un siste terodinaic izolat are loc un schib de energie între coruri ână când se ajunge la echilibru. Duă atingerea echilibrului, un siste izolat îşi enţine această stare. b.al doilea ostulat al terodinaicii, nuit şi rinciiul zero al terodinaicii se referă la trei coruri între care ar utea exista schib de căldură, iar ansablul lor este izolat de ediul înconjurător. Acest ostulat sune că dacă două dintre coruri sunt în echilibru teric (adică nu există flux de căldură între ele), atunci fiecare din cele două coruri este în echilibru teric cu cel de-al treilea cor din sisteul izolat considerat. 1.5 Ecuaţia caracteristică de stare. Modelul de gaz erfect Postulatul al doilea erite să se găsească urătoarea relaţie între araetrii de stare entru sisteele oogene închise (se iau în considerare nuai interacţiunile ecanice şi terice cu ediul exterior ): (1.1) f( V,,, ) 0 nuită ecuaţia caracteristică de stare (ecuaţia terică de stare) a sisteului oogen, unde -asa gazului (agentul teric), [ ]; -resiunea absolută a gazului în starea considerată, V-oluul gazului în starea considerată, [ ]; N ; -teeratura terodinaică a gazului în starea considerată, [ ] K. Ecuaţia caracteristică a sisteului erite deterinarea unuia dintre araetrii de stare,, V dacă se cunosc alorile celorlalţi doi, coresunzătoare unei anuite stări de echilibru a sisteului de asă. In locul oluului, V, se utilizează frecent oluul secific,, care rerezintă raortul dintre olu şi asă: (1.) V, Sau, se oate utiliza densitatea: 1 (1.) ρ ; V
1 erotehnică În terodinaică s-a construit un odel iaginar, acela de gaz erfect, entru a silifica studiul diferitelor rocese. Acest odel de gaz resuune inexistenţa forţelor de interacţiune oleculară, considerându-se că distanţa dintre olecule este suficient de are, şi neglijarea oluului roriu al oleculelor, care este ult ai ic decât oluul corului terodinaic. Gazul erfect resectă ecuaţia de stare urătoare: (1.4 a) R Ecuaţia ai oate fi usă sub forele: (1.4 b) R V (1.4 c) R ρ unde R-constanta gazului, K J Pentru a utea coara rorietăţile acroscoice ale corurilor în aceleaşi condiţii de resiune,, şi teeratură,, s-au definit stări terodinaice de referinţă : " stare norală fizică (notată cu indice N), definită de teeratura 7,15K N ( ) C 0 t 0 N şi resiunea bar 1,01 760Hg N ; în aceste condiţii, unitatea de ăsură entru olu este etrul cub noral [ ] N ; " stare norală tehnică (notată cu indice n) definită de teeratura C 0 t 0 n şi de resiunea bar 0,981 c f 1 n. 1.6 Coeficienţi terodinaici Exlicitând ariabilele şi din ecuaţia terică de stare (1.1) şi diferenţiind, se obţin relaţiile: d d d d d d + + Înlocuind d în ria ecuaţie : d d d d + + şi îărţind la d 1 + + (1.5) 1
erotehnică 1 Deriatele arţiale din ecuaţia (1.5) se nuesc coeficienţi terodinaici. -coeficient de dilatare izobară: 1 (1.6) α -coeficient de coresibilitate izocoră: 1 (1.7) β -coeficient de coresibilitate izoterică : 1 (1.8) γ Înlocuind în exresia (1.5), se obţine relaţia de legătură între coeficienţii terodinaici: (1.9) α β γ 1.7 eeratura eeratura constituie, îreună cu resiunea şi oluul sisteului terodinaic, araetrii fundaentali sau araetrii tehnici de stare, fiind ării indeendente. Valorile lor se obţin rin ăsurări directe. eeratura este ăriea care descrie gradul de încălzire al unui cor. Ea reflectă la niel acroscoic energia internă a corului. Măsurarea teeraturii se face e baza atingerii echilibrului teric între un teroetru şi corul studiat cu care acesta se află în contact. În natură nu există o ărie etalon care să oată defini o ăsură absolută entru teeratură. De aceea, entru ăsurarea teeraturii s-au conceut etode care folosesc unele rorietăţi fizice ale corurilor, rorietăţi care se odifică în funcţie de starea terică a acestora: -dilatarea lichidelor; -ariaţia rezistenţei electrice a conductoarelor; -efectul teroelectric al liiturilor dintre două etale diferite; -ariaţia intensităţii de radiaţie a corului căruia nu i se cunoaşte teeratura. Fiecărei ariaţii a rorietăţilor alese i se asociază o anuită aloare a teeraturii, rezultând astfel scara teroetrului. Scara terodinaică de teeratură, definită e baza rinciiului al doilea al terodinaicii, are originea în unctul de zero absolut 0 K, adică unctul în care se resuune că încetează işcarea oleculară. eeratura terodinaică sau absolută se noteză cu şi se ăsoară în grade Kelin, K. Pe această scară, interalul dintre unctul de toire a gheţii şi unctul de fierbere a aei, la resiunea de 1015 Pa, este îărţit în 100 grade. Scara absolută a fost rousă de W. hoson (Lord Kelin). Pe scara absolută a teeraturilor nu ot exista teeraturi negatie, adică unctul de zero absolut rerezintă cea ai scăzută teeratură, ur iaginară, teeratură care nu oate fi atinsă rin transforări terodinaice. Scara internaţională de teeratură este definită rin desenarea a şase uncte fixe de teeratură, cărora li s-au atribuit alori nuerice, şi rin stabilirea unor odalităţi recise de interolare a teeraturii între unctele fixe, astfel
14 erotehnică încât această scară să reroducă scara terodinaică.eeratura se notează cu t şi se ăsoară în grade centigrade ( 0 C ). Punctele fixe de etalonare sunt: -teeratura de fierbere a oxigenului ( 18,97 C) 0 -teeratura de toire a gheţii: 0 o C ; -teeratura de fierbere a aei : 100 0 C ; -teeratura de fierbere sulfului: 444,6 0 C ; -teeratura de solidificare a argintului : 960,8 0 C ; -teeratura de solidificare a aurului: 106,0 0 C. Aceste teeraturi sunt uşor reroductibile în laborator. oate alorile sunt date la resiune norală. Scara internaţională se bazează e scara centesială rousă de Celsius în sec.xviii. Şi e această scară, ca şi în cazul celei terodinaice, interalul dintre unctul de toire a gheţii şi unctul de fierbere a aei, la resiunea de 1015 Pa, este îărţit în 100 de interale egale (grade). Deci, ca interal, gradul Kelin este egal cu gradul Celsius, dar cele două scări sunt decalate. Între teeraturile ăsurate e cele două scări există relaţia : (1.10) t + 7, 15 [ K ] 1.8 Presiunea Presiunea rerezintă forţa de aăsare exercitată în direcţie norală e unitatea de surafaţă a unui cor. Pentru o reartizare uniforă a forţei e surafaţă, ae relaţia : F (1.11) ; A Pe baza acestei relaţii s-au definit urătoarele unităţi de ăsură în Sisteul Internaţional: N, unitate denuită şi Pascal[ Pa ] în aintirea arelui saant francez Blaise Pascal, şi [ bar ], ultilu definit de relaţia 5 1 bar 10 N. Dintre unităţile tolerate, definite în Sisteul ehnic, se ainteşte Kgf c, unitate denuită atosferă tehnică, entru care relaţia de 9,81 transforare este 1 f N 4. c 10 Presiunea exercitată de o coloană de fluid, de înălţie h, asura bazei sale are exresia: (1.1) h ρ g, unde ρ -densitatea sau asa secifică,,
erotehnică 15 g-acceleraţia graitaţională, s. Pornind de la această relaţie, s-au definit şi alte unităţi de ăsură entru resiune, unităţi tolerate: -Hg -resiunea unei coloane de ercur, Hg, cu înălţiea de 1; - H O -resiunea exercitată de o coloană de aă distilată cu înălţiea 1; densitatea aei distilate este ρ H O 1000 Presiunea oate fi considerată în alori : -absolute (resiunea totală), -relatie (diferenţa faţă de o resiune de referinţă, de obicei cea atosferică). Relaţia care leagă aceste alori este: (1.1) a + r unde -resiune absolută, a -resiune de referinţă (atosferică), r -resiune relatiă. În general, ca resiune de referinţă se ia resiunea atosferică norală, adică a 101,kPa. [kpa] 101, r [kpa] 0 resiuni anoetrice resiunea atosferică (de referinţă) 0-101, resiuni acuuetrice Fig.1. Doeniul resiunilor anoetrice şi al resiunilor acuuetrice În terodinaica tehnică, în toate relaţiile de calcul interine resiunea absolută, în ti ce în ractica inginerească se ăsoară resiunea relatiă. Presiunea relatiă oate fi o suraresiune, atunci când resiunea absolută este ai are decât cea atosferică, sau o deresiune (acuu ), atunci când resiunea absolută este ai ică decăt cea atosferică. deresiunea oate aea alori negatie, curinse între 0 şi 1 01,kPa. Presiunea relatiă r 101,kPa coresunde resiunii absolute 0kPa, adică idul este erfect. Aaratele de ăsurat resiunea se ot clasifica, în funcţie de tiul resiunii ăsurate, astfel:! aarate entru ăsurarea resiunii absolute: -baroetrul, aarat care ăsoară resiunea atosferică (baroetrică);
16 erotehnică! aarate entru ăsurarea resiunii relatie: -anoetrul, aarat care ăsoară suraresiunea (resiunea anoetrică); -acuuetrul, aarat care ăsoară deresiunea (resiunea acuuetrică), -anoacuuetrul, aarat care oate ăsura atât resiunea anoetrică, cât şi e cea acuuetrică.. Întrebări test 1.Sisteul terodinaic închis este sisteul ale cărui frontiere: a) nu erit schibul de asă cu exteriorul;... b) nu erit schibul de căldură cu exteriorul; a) b) c) c) nu erit schibul de lucru ecanic şi căldură cu exteriorul..sisteul terodinaic izolat adiabat este sisteul ale cărui frontiere: a) nu erit schibul de lucru ecanic cu exteriorul;. b) nu erit schibul de căldură cu exteriorul; a) b) c) c) nu erit schibul de lucru ecanic şi căldură cu exteriorul..eeratura de 0 C coincide cu teeratura de: a) 75,1 K;... b) 0 K; a) b) c) c) 7,15 K 4.Unitatea de ăsură a resiunii în Sisteul Internaţional este: a) N Pa ;... b) Kgf ; a) b) c) c c) [ torr ] 5.Pe un anoetru ontat la o instalaţie se citeşte aloarea,5 bar. Stiind că resiunea atosferică în încăerea în care se află instalaţia are aloarea de 10 5 Pa, să se deterine resiunea relatiă, r şi resiunea absolută, în interiorul instalaţiei. a) r,5 bar;,5 bar;... b) r,5.10 Pa;,5.10 Pa; a) b) c) c) r,5 bar;,5 bar; 6.Presiunea, teeratura şi oluul sunt : a) araetri de stare terodinaică;... b) funcţii de stare terodinaică, care nu ot fi ăsurate direct; a) b) c) c) ării terodinaice, care ot fi ăsurate direct. 7.Confor riului ostulat al terodinaicii, un siste izolat, aflat în echilbru intern, a)nu ai oate ieşi din această stare;. b) nu oate ieşi din această stare, decât rintr-o interenţie din exterior; a) b) c) c) nu oate ieşi din această stare decât rintr-un schib energetic interior. 8.eeratura este ăriea care reflectă la niel acroscoic: a) energia internă a unui cor;... b) energia totală a unui cor; a) b) c) c) energia otenţială a unui cor.
erotehnică 17 9. Căldura şi lucrul ecanic sunt: a)ării terodinaice de stare; b)ării terodinaice de roces; a) b) c) c)ării deendente de natura transforării rin care trece sisteul terodinaic. 10.Starea de echilibru terodinaic, entru un siste, este caracterizată de:.. a)resiune constantă în toată asa sisteului; a) b) c) b)teeratură constantă în toată asa sisteului; c)echilibru energetic. Problea 1.1. Într-un reciient etalic, cu caacitatea de 10 l, reăzut cu robinet de închidere, se află aer aând asa,. Se consideră că aerul este gaz erfect, cu constanta R 87,1 J. Gazul din reciient este în echilibru K o teric cu exteriorul, iar teeratura ediului abiant este t 4 C. Se cere să se afle: a) ce ti de siste terodinaic rerezintă, din unctul de edere al frontierelor, aerul din reciient, atâta ree cât robinetul este închis ( se ştie că etalele sunt foarte bune conducătoare terice); b) oluul secific al aerului din reciient; c) resiunea absolută a aerului din reciient. Rezolare a)reciientul este închis, deci, sisteul terodinaic forat din aerul din reciient are graniţe care nu erit schib de asă cu exteriorul. Sisteul este închis. De aseeni, sisteul este rigid, adică frontierele sale nu erit schib de lucru ecanic, dar erit schib de căldură, etalele aând o bună conductiitate terică. b)voluul secific,, este: V 10 10 0,0045, c)presiunea absolută a aerului din reciient rezultă iediat din ecuaţia de stare a gazelor erfecte: R R 87,1 97,15 5 187 10 N 0,0045 Problea 1.. Se consideră o incintă rigidă în care se introduce gaz, cu un debit asic constant 0,, ti de 6 secunde. Se cunoaşte constanta gazului in R 98 J. Să se deterine teeratura gazului din cilindru, duă K închiderea suaei de adisie şi atingerea echilibrului teric, dacă oluul interior este de 9 litri, iar resiunea atinge aloarea 4 f. Ce fel de c
18 erotehnică siste este gazul din incintă, în tiul adisiei, din unctul de edere al graniţelor sale? Rezolare Se transforă unităţile de ăsură ale urătoarelor ării: 0, 0, 5 10 in 60 s V 9l 9 10 9,81 4 f 4 N 4 90000 N c 10 Masa de gaz introdusă în incintă este: τ 5 10 6 10 eeratura de echilibru este: V 90000 9 10 9,6 K R 10 98 În tiul adisiei, gazul din incintă constituie un siste deschis, frontierele sale eriţând schib de asă şi de energie cu ediul exterior. Problee rouse. 1..Fie un balon închis, din cauciuc, lin cu heliu la teeratura o t 18 C. Se cunoaşte constanta heliului R 077,1 J. Să se deterine: K a) ce ti de siste terodinaic rerezintă, din unctul de edere al frontierelor, heliul din balon; b) ce olu secific are heliul, dacă resiunea în interiorul balonului este,4bar? 1..Ce resiune se a citi e un anoetru cu eleent elastic, dacă resiunea absolută în interiorul incintei unde se efectuează ăsurarea este de 16 bar, iar resiunea atosferică în oentul ăsurării este de 75 torr? Obs. 1 torr 1, N 1.4. Ce olu secific a aea gazul dintr-un cilindru cu iston dacă, oluul secific iniţial este 5 o, iar gazul este coriat izoter ână când resiunea creşte cu N? Se cunoaşte coeficientul de coresibilitate 5 izoterică γ 0, 10 N. RĂSPUNSURI ŞI REZOLVĂRI
erotehnică 19 Întrebări test 1.a;.b;.c; 4.a; 5.c; 6.a,c;7.b; 8.a; 9.b,c; 10.a,b,c. Problee 1..Rezolare a)heliul rerezintă, în această robleă, un siste terodinaic închis. Frontierele sunt elastice, deci erit schib de lucru ecanic. Aând în edere că nu se secifică niic desre grosiea şi conductiitatea ereţilor balonului, se oate considera că sisteul erite şi schib de căldură, deşi conductiitatea terică a cauciucului este redusă. b)voluul secific se oate deterina din ecuaţia terică de stare. eeratura trebuie exriată în aloare absolută: t + 7,15 18 + 7,15 91,15K R 077,1 91,15,519 5,4 10 1.. Rezolare 10016,8 N at 75torr 75* 1,4 1,0017bar Persiunea citită e un anoetru, c, rerezintă o resiune relatiă, deci este diferenţa dintre resiunea absolută şi resiunea atosferică: 16 1,0017 14,9968bar. c at 1.4. Rezolare Relaţia de definiţie entru coeficientul de coresibilitate izoterică,γ, este (1.8): 1 γ o Variaţiile fiind ici, se oate considera: 1 γ o Variaţia de olu secific a fi: γ 0, 10 o 5 Voluul secific scade la aloarea: 5 10 5 5 10 4,99997 0 + 5