Upload
cezar-spataru
View
124
Download
4
Embed Size (px)
DESCRIPTION
1
Citation preview
PRINCIPIILE TERMODINAMICII 2013
Principiul IUna din legile fundamentale ale tiinei Concept primitiv Originar din mecanic (formele exterioare de energie precum i lucrul mecanic)Introduce conceptul de energie internAsociaza cldura ca form de transfer energetic la scar molecular
Energia total se conservEnergia nu poate fi nici creata si nici distrusa, ci doar transformata dintr-o forma in alata
Energie totalenergie total = energia sistemului + energia mediului
Energia total se conservPrincipiul I este o lege conservativ
Principiul ISistem inchisVariatii finite Proces elementar
Principiul ISistem deschisMasa m 1 kg
m = 1 kg
Principiul IObservatiinici o referire la pierderile de energie (de altfel n mecanic frecarea este adesea neglijat);anumite forme de energie se pot transforma n altele (ex. energia intern n energie mecanic, etc.); bilan energetic al sistemului,
nu permite nici o concluzie referitoare la msura n care se transform o form de energie n alta
Principiul al II-lea Introduce entropia ca marime de stareAsociaz entropia cu reversibilitatea procesului termodinamic
Entropia S, sConcept primitiv Proprietate termodinamic
Entropia
Constatare: Toate procesele naturale sunt nsoite de creterea entropiei principiul al doilea nu este o lege conservativ
Toate procesele naturale sunt ireversibile
Reversibilitatea: caz limita, inaccesibil in realitatedoar la limit, n cazul procesului reversibil s-ar putea considera a fi o lege conservativ
Amploarea cresterii entropiei depinde de amploarea pierderilorPierderi mai miciapropiere de procesul reversibil
Mentinerea constanta a entropiei: grad de reversibilitate=1
Variaia total de entropie este pozitiv
ea tinde spre zero pentru orice proces ce tinde spre o evoluie reversibil.
variaia total: a sistemului + cea a mediului
Clausius: Caldura nu poate trece dela sine de la o temperatura mai joasa catre una mai ridicataLord Kelvin: Caldura nu se poate transforma in intregime in lucru mecanicMax Planck: Este imposibil sa se constuiasca un motor care sa parcurga un ciclu complet care sa aibe ca singur efect doar ridicarea unei greutati si racirea unui rezervor de caldura
Eficienta energeticaEste redusa datoritaPrezentei frecariiPierderilor de calduraIneficientei ciclului
Consecine i aplicaii ale principiului I i II Transferul de cldur Transferul de cldur ntre dou corpuri izolate adiabatic de mediul nconjurtor
Entropia generat n procesul de transfer de cldur este strict pozitivC2/C1 = 0,0011
Entropia generat n procesul de transfer de cldur este strict pozitiv C2/C1 =150
Aplicaie numeric O pies metalic avnd capacitatea caloric C1=250 J/K i temperatura T1= 500 0C este cufundat ntr-o baie de ulei, izolat adiabatic de mediul nconjurtor i temperatura 20 0C i capacitatea caloric C2 =8360 J/K.
S se determine variaia total de entropie
SoluieRaportul temperaturilorx = T2 / T1 =(20 + 273)/ (500 + 273) = 0,379,
Raportul capacitilor calorice
r = C2 /C1 =8360/250 =33,44
Entropia generata raportat la capacitatea caloric a primului corp,
n urma transferului de cldur de la primul la cel de-al doilea corp rezult o cretere de entropie
Echilibrul termic al celor dou corpuri se atinge la temperatura
Soluie (continuare)Atingerea echilibrului termic este nsoit de generarea de entropie (cele dou componente,specifice celor dou subsisteme)primul corp sufer o scdere de entropie
cel de-al doilea o cretere
sistemul n ansamblul su genereaz entropie
Ilustrarea cresterii entropiei corpului rece, respectiv a descresterii entropiei pentru corpul cald
36 g apa30 oC 250 oCCp=4,2 J/K L=2260 kJ/kg (100 oC)R=461,9 kJ/(kg K)
Cele patru principii ale termodinamiciiPrincipiul zero: defineste conceptul de temperatura; temperatura satisface proprietate tranzitivitatii ceea ce se reflecta in justetea utilizarii termometruluiPrincipiul I: definesteenergia ca pe cantitate conservabilalucrul mecanic conservarea energieiPrincipiul II: Defineste conceptul de entropieenergia poseda atat calitate cat si cantitatePrincipiul III: Defineste nivelul de referinta pentru entropie temperatura de zero absolut nu poate fi atinsa printr-un numar finit de transformari/pasi
You cant get something for nothing:= To get work output you must give some thermal energy.You cant get something for very little:= To get some work output there is a minimum amount of thermal energy that needs to be givenYou cant get every thing:= However much work you are willing to give 0 K cant be reached.Violation of all 3 laws: =Try to get everything for nothing
Retineti!Energia unui sistem inchis este constanta(primul principiu)Diverse forme de energie pot fi distruse sau create, consumate si produseEnergia produsa reprezinta: energie furnizata de catre sistemEnergia consumata reprezinta:energie utilizata de catre sistem