F 11 15_2.tdl_siltuma_dzineji_entropija
-
Upload
daina-birkenbauma -
Category
Education
-
view
677 -
download
4
Transcript of F 11 15_2.tdl_siltuma_dzineji_entropija
Siltuma dzinēju lietderības koeficients. Siltuma sūkņi, dzesēšanas
iekārtas. Siltuma dzinēji un ekoloģiskās problēmas.
Otrais termodinamikas likums. Entropija
P. Puķītis. Fizika 11. klasei: 35.-41. lpp.
Siltuma dzinēju lietderības koeficients
• Lietderības koeficients ŋ (nī) rāda, kāda attiecība pastāv starp to siltuma daudzumu, kas tiek pārvērsts mehāniskajā enerģijā Q2, un to siltuma daudzumu, kas tiek saņemts no sildītāja Q1
ŋ = Q1 – Q2
Q1
Siltuma dzinēju lietderības koeficients
• Franču inženieris Karno pierādījis, ka siltuma dzinēju lietderības koeficients nevar būt lielāks par
T1 - sildītāja temperatūra,
T2 – dzesētāja temperatūra.
ŋ = T1 – T2
T1
Lietderības koeficienta paaugstināšana
• ir novērsti siltuma zudumi berzes, siltuma vadīšanas un siltuma izstarošanas dēļ,
• darba viela ir ideāla gāze,• darbības cikls sastāv no 2 izotermām
un 2 adiabātām
ideāla siltuma mašīna
http://www.uzdevumi.lv/p/fizika/11-klase/siltums-un-darbs-7318/re-cb4841ae-bf15-46ac-b6af-14d5fd47d10b
Siltuma dzinēju lietderības koeficients
• Ja dīzeļdzinējā temperatūra pēc degvielas sadegšanas ir 900 K, bet atmosfēras temperatūra ir 300 K, tad maksimālais lietderības koeficients ir
• Reālos dzinējos ŋ = 10... 45%
ŋ = = 67%900 – 300900
Puķītis. Fizika 11. klasei. Praktiskie darbi. 20.lpp.
A = Q1 – Q2
300
500
1250
ŋ =Q1 – Q2
Q1
ŋ = 100%AQ1
37,5
44
20
210490
2000 1400
533 133
1000 200
Q1 aprēķināšana 3. un 7. piemēram nākamajā slaidā
Q1 aprēķināšana 3. piemēram:
1
1 40025,0
Q
Q −=
40025,0 11 −=• QQ
40025,0 11 −=−• QQ
40075,0 1 −=•− Q
53375,04001 =÷=Q
Siltuma sūkņi un dzesēšanas iekārtas• Dzesēšanas iekārtās kompresors saspiež gāzi, līdz tā
kļūst šķidra. Gāze iztvaiko un izplešas, izlietojot dzesēšanas kameras siltumu, tāpēc tajā temperatūra pazeminās.
• Siltuma sūknis paņem siltumu no zemes, gaisa, ūdens un nogādā uz apsildāmajām telpām.
http://www.advancenrg.com/geothermal.html
Siltuma dzinēji un ekoloģiskās problēmas
• Siltuma dzinējos dzesētājs – atmosfēra
• Sadegšanas produkti – CO2, SO2, Pb u.c.
• Rezutāts:– smogs,– siltumnīcas efekts,– globālas klimata izmaiņas
• Dzesētājs – freons => ozona slāņa sarukšana
http://s282.photobucket.com/user/mrs-ness/media/senior/p0001164-greenhouse-effect.gif.html
http://edition.cnn.com/videos/weather/2015/09/14/polar-bear-arctic-climate-change-orig-mg-nws.cnn
Daba mirst...
Ko var glābt?• Starpvalstu vienošanās, emisiju kvotas• Freonu aizliegums• Noteikumi par vielām mašīnu izplūdes gāzēs• Filtri mašīnām, skursteņiem....• Fosilā kurināmā samazināšana• Ekoloģiskāki fosilā kurināmā ieguves veidi• Koku stādīšana
• CO2 apglabāšana pazemes iežos
• Alternatīvie enerģijas veidi
https://earthfirstnews.wordpress.com/articles/big-greenwashing-101/
Otrais termodinamikas likums
• Procesi dabā ir neatgriezeniski
https://www.tumblr.com/tagged/swing-gif
Otrais termodinamikas likums
• Siltums pats no sevis vienmēr pāriet no karstāka ķermeņa uz aukstāku ķermeni
https://www.boundless.com/physics/textbooks/boundless-physics-textbook/thermodynamics-14/the-second-law-of-thermodynamics-118/the-second-law-411-5632/
Entropija (S)
• Dabā neatgriezeniskajos procesos pieaug nekārtības pakāpe
entropijas izmaiņas ΔS aprēķina:
entropijas S mērvienība ir J/K
ΔS = ΔQT
http://www.upscale.utoronto.ca/PVB/Harrison/LifeEnergy/Materials/EinsteinFlash.html
Wk = (0,2 · 20 0002)/2 = 40000000 J40000000 J = 4 ·107 J
Izotermiskā procesā ΔU = const. Q = ΔU + AIzotermiskā procesā ΔU = const. Q = A = 1,5 ·105 J
ΔT = Q/(cm)
ΔT = 1,5 · 105/(0,5 ·103 · 0,2) = 1,5 · 105/(0,5 ·103 · 0,2)=
= 1500 K 80% no 1500 = 1200 K
Kinētiskā enerģija samazinās tik, cik zaudēts siltums
Wk = 4 ·107 - 1,5 ·105 = 400 ·105 - 1,5 ·105 = 398,5 ·105 J
Dots:p= 5·105 Pa
V=0,01 m3
T=?
NA=6·1023
n=0,5 mol N = n NA
k=1,4·10-23
5·105 =0,5·6·1023
0,01·1,4·10-23 T
5·105 =0,5·6·1023
0,01
·1,4·10-23 T
5·105 = 420 · T
T =5·105
420 = 1190 K
KT 2381104,11065,0
05,01022323
5
=••••
••= −
V
NkTp =
Nk
pVT =
KT 2381104,11065,0
05,01022323
5
=••••
••= −
Papildus informācijas avoti:• http://www.uzdevumi.lv/p/fizika/11-klase/siltums-un-darbs-7318/re-
cb4841ae-bf15-46ac-b6af-14d5fd47d10b • https://www.fizmix.lv/lat/fiztemas/siltums_un_darbs/neatgriezeniski_procesi
_un_entropija/
• Второй закон термодинамики. Необратимость тепловых процессов http://interneturok.ru/ru/school/physics/10-klass/undefined/vtoroy-zakon-termodinamiki-neobratimost-teplovyh-protsessov?seconds=0&chapter_id=850
Videostundas krievu valodā: