Powierzchnia izotermiczna - w obszarze o przestrzennym rozkładzie temperatury jest to zbiór punktów o jednakowej temperaturze.

Gradient temperatury - jest wektorem wskazującym kierunek najszybszego wzrastania temperatury w danym punkcie. Jeśli jakiś element ośrodka charakteryzuje się dużymi gradientami temperatury oznacza to, że w tym obszarze występują znaczne różnice temperatur.

Gęstość strumienia ciepła q to wielkość wektorowa, opisująca szybkość i kierunek przepływu ciepła. Jej wartość określa ilość ciepła przepływającego w jednostce czasu przez jednostkę powierzchni prostopadłej do kierunku rozchodzenia się ciepła.

Strumień ciepła - stosunek elementarnej ilości ciepła dQ do czasu trwania wymiany tej ilości ciepła dt (czasu trwania przepływu elementarnej ilości ciepła).

Strumień Q=dQ/dt [W]

W warunkach ustalonych

Strumień Q=Q/t [W]

Strumień ciepła, tak jak ciepło, jest wielkością skalarną, jednak odniesienie strumienia ciepła do jednostki pola powierzchni A (ściśle zorientowanej w przestrzeni) wyraża wektor q zwany gęstością strumienia ciepła; jego jednostką jest wat na metr kwadratowy

4) Omówić sposoby obliczania gęstości roztworów gazów doskonałych i półdoskonałych.

Wystarczy skorzystać z równania Clapeyrona:

pV=mRT | /V

ρ=m/V

p = ρRT

ρ=p/RT

R=B/M

V - objętość [m^3]

p - ciśnienie [Pa]

m - masa [kg]

T - temperatura [K]

ρ - gęstość [kg/m³]

B - stała gazowa = 8,314 [J/molK]

M - masa molowa [kg/mol]

R - indywidualna stała gazowa [J/kgK]

5) Straty energii przy spalaniu :

-wylotowe - (fizyczna) jest to największa strata w procesie spalania, temperatura spalin opuszczających komin jest wyższa od temperatury otoczenia , ilość ciepła unoszona wraz z spalinami do otoczenia wynika z różnicy temperatur i ciepła powstającego z zamiany cieczy w gazy(np. woda w parę wodną).

Spaliny wilgotne= spaliny suche + para wodna

Cpnss[J/nm³K]

Cpnss

6)Omówić obieg Carnota i zależności na sprawność

Sprawność:

- dla silnika : η=1-Td/Tg

Td- temperatura dolna (niższa)

Tg-temperatura górna (wyższa)

Obiegi lewo bieżne - efektem jest transport ciepła (chłodnica i pompa ciepła)

- dla chłodnicy: ε_ch=Td/(Tg-Td)

- dla pompy ciepła: ε_pc=Tg/(Tg-Td)

Obieg Carnota

Każdy obieg Carnota skład się z czterech wewnętrznie odwracalnych przemian: dwóch przemian adiabatycznych i dwóch izotermicznych.

1-2 - adiabatyczne sprężanie

2-3 izotermiczne rozprężanie

3-4 adiabatyczne rozprężanie

4-1 izotermiczne sprężanie

7) Równania termodynamiki

- I zasada termodynamiki dla układu otwartego:

ΔU=Q-L+I

ΔU - Zmiana energii układu po czasie t;

Q -Ciepło doprowadzone do układu; L - praca wykonywana przez układ; I - energia doprowadzona do układu z substancją (entalpia);

- I zasada termodynamiki dla układu otwartego pracującego w stanie ustalonym.

W tym stanie energia układu nie zmienia się, suma strumieni substancji wpływającej jest równa sumie

strumieni substancji wypływającej

0=Q-Lt+Iwe-Iwy;

Lt- praca techniczna Iwe- entalpia wejścia, Iwy - entalpia wyjścia

I zasada termodynamiki dla układu zamkniętego:

(nie ma energii doprowadzonej przez substancje(entalpii))

ΔU=Q-L

ΔU - zmiana energii układu po czasie t; Q - ciepło doprowadzone do układu; L - praca wykonywana przez układ;

Równania drugiej zasady termodynamiki.

W układzie odosobnionym suma przyrostów entropii wszystkich ciał uczestniczących w zjawisku nieodwracalnym stale zwiększa się w czasie trwania zjawiska, ta suma przyrostów entropii jest dodatnia w każdej najmniejszej nawet części zjawiska.

dS≥0 ; S≥0

S - całkowity przyrost entropii;

dS - elementarny przyrost entropii

8)Równania kaloryczne i termiczne

Równania termiczne:

Termiczne równanie stanu jest to zapis związków miedzy parametrami termicznymi. Wykorzystuje się je do obliczania ciśnienia, temperatury, objętości, masy, ilości molowych.

np.: równanie Clapeyrona lub Van der Waalsa

Clapeyrona: pV=mRT

Równanie kaloryczne:

Kaloryczne równanie stanu jest to zapis zależności parametrów kalorycznych od parametrów termicznych. Np.:

u = cpT, i = cvT,

9)Obieg z zadania

Sprawność:

η=[Cv*((T1-T4)-(T2-T3)]/[(T1-T4)*Cv]=1-(T2-T3)/(T4-T1)

10)różnice między obiegiem Otto a Dieslem

Otto:

1-2 sprężanie izentropowe;

2-3 sprężanie izochoryczne;

3-4 rozprężanie izentropowe;

4-1 rozprężanie izochoryczne;

Obieg Diesla:

1-izobaryczne (przy stałym ciśnieniu) ogrzewanie czynnika w wyniku spalania paliwa; jednocześnie występuje ekspansja czynnika od objętości V1 do objętości V2);

2-adiabatyczne rozprężanie (adiabata odwracalna) od ciśnienia p3 do ciśnienia p2;

3-izochoryczne chłodzenie przy stałej objętości V3;

4-adiabatyczne sprężanie (adiabata odwracalna) od ciśnienia p1 do ciśnienia p3;

Różnice: cykl otto składa składa się z 2 izochor i 2 adiabat, a cykl diesla składa się z 2 aadiabat, jeden izobary i jednej izochory. Sprawność cyklu Diesla jest większa.

11) Omówić własności układu Ts.

Ciepło przemiany jest zawarte miedzy linią przemiany, a osią s.

Można ustalić znak ciepła po kierunku przemiany (w prawo „+”, w lewo „ - ”), (gdy entropia rośnie ciepło dodatnie, a gdy maleje ujemne).

Z układu Ts można odczytać również ciepło właściwe. Ciepło właściwe w punkcie jest równe długości podstycznej (dł. a). Znak ciepła właściwego można ustalić po kierunku, który wskazuje grot:

Jeśli w kierunku dodatniego zwrotu osi s to ciepło właściwe jest dodatnie;

Jeśli w kierunku przeciwnym do zwrotu osi s to ciepło właściwe ujemne.

12)Sens fizyczny pracy technicznej i ujemne ciepło właściwe politropy.

Praca techniczna -jest to praca wykonana przez płyn przepływający przez turbinę. Uwzględnia ona pracę wejścia i wyjścia czynnika.

dL_t=Vdp

L_t=

Ujemne ciepło właściwe politropy - oznacza, że mimo dostarczania energii cieplnej do układu temperatura czynnika maleje i odwrotnie(mimo odbierania energii cieplnej od ukladu temperatura czynnika rośnie).