Termodinamika - Skripta za I predavanje MFB
-
Upload
mijajlovic-marko -
Category
Documents
-
view
251 -
download
1
Transcript of Termodinamika - Skripta za I predavanje MFB
-
8/10/2019 Termodinamika - Skripta za I predavanje MFB
1/27
Handout 1 -
:
,
,
() . 2012/2013.
-
8/10/2019 Termodinamika - Skripta za I predavanje MFB
2/27
2
(- ) , . , , -
. , , . , .
() : - , .
, ( ) .. - (- ) .
, . , - .
.
, (1. ).
(
) (2. ).
, , , .
() -(, . - ).
() .
- , , , .
-
-
,
()
-
8/10/2019 Termodinamika - Skripta za I predavanje MFB
3/27
3
o :
- ( , )- ( , )- ( , )
W
Q
m,n
-
( ) . ( ).
( ) .
() : , , . , ( ) -(, ).
-
8/10/2019 Termodinamika - Skripta za I predavanje MFB
4/27
4
-
( , )..
( )
( p, V, T, ) .
-
( -)
, ( 19. ). .
-
1.
. , .
: p, T... m, V, H, S, Q, W (').
.
1 2
W
Q
-
8/10/2019 Termodinamika - Skripta za I predavanje MFB
5/27
5
:
1. ()
2. ( ) , , (
)
3. - ( ) ...
4. (
)
2.
: p, T , , , , , tm W H S Q W .
().
1 2 ( -).
a
( ) , .
.
.
.
Wt
m
Q
m .
-
, .
-
8/10/2019 Termodinamika - Skripta za I predavanje MFB
6/27
6
() .
. .
.
1. : :
( ), (
), , () .
2. :():
, ('' '' . =).
:
1.
2.()
3.
: p, T V, U, H, S
: QW
A B
C C
-
8/10/2019 Termodinamika - Skripta za I predavanje MFB
7/27
7
(): Mg,
Rg, cp, cv.
, , . .. - . .
(. ) , ().
( ) () ().
- W1, W2, Q1, Q2 W12Q12
. .
: 1 = , 111,2 = , 511.
400, .
, , () . , ( ).Q12, W12.
1
2
1 2 () ! ! !
-
8/10/2019 Termodinamika - Skripta za I predavanje MFB
8/27
8
()
1. (, . )
(. ..), , .
, () - .
( ). ( ). , .
2. (, ) ().
: V- , U- , H-,
S- , - , - .
E. . ,
, .
3. (m) (, n). :
,..., , ,
, ,..., ,
, , ,
, , ,
m m m m
m m m m
Vv u h s
m
V UV U H S
n n
v u h s eee
V U H S eea
3 3
, ,
m
m m
m
m mv V
kg mol
J Ju h U H
kg mol
J Js S
kgK molK
1 ().
N mol NA
NA = 6,022 x 1023
m M n m
n ()
-
8/10/2019 Termodinamika - Skripta za I predavanje MFB
9/27
9
p(=) [ Pa = N/m2
= J/m3] 1bar = 10
5Pa
1mbar = 100 Pa
() (
'''' ''''
, .
(, ), , , , -.
0
2
z z z
x x x x
K m w
K m w m w
K m w m w m w
1
npx
pi
Fm wwF m a m F p
t t A
(, , ).
- =
- : 1. ()
2.
- () = ()
z
x
-
8/10/2019 Termodinamika - Skripta za I predavanje MFB
10/27
10
2
2
2
3 2srm wN Np ooa jeaa eo oeae eoje
V m
N N / V ()m
2 2 2
1 2
1sr nw w w w eaaa
N
2
2srm w
2/3 ().
00
b e b
em
ev
p p p p gh
pppp
b m
b v
p p p
p p p
: 3V m
3
m
V mV
n mol
3
1m kg
V v m
h
pb
p
-
8/10/2019 Termodinamika - Skripta za I predavanje MFB
11/27
11
:
; .
-
- 20500 m/s.
, .
2
2srm wT B
().
2(1 = 101325 ) . :
oC
oR K
oF
100 80 373,15 211
0 0 273,15 32
-273,15 -218,52 0 -459,67
U[]
, . ,, , .
() .
U=Uo+UT(T)
Uo ( )UT(T) ()
U .
2 2 1 1 2 12 1 O T O T T TU U U U U U U U U
U=U(T).
-
8/10/2019 Termodinamika - Skripta za I predavanje MFB
12/27
12
U U=U(T,V).
. e e .
...K P
E U E E
KE ,
PE ,
K PE U E E
.
E U
( , , ) 0f p V T ( , )
( , )( , )
p f V T
T f p VV f p T
()
( , , ) 0f U V T ( , , ) 0f H T p
2 2
1. / :
2. 8315
3. 32 287
4.
g
g g
g
O O
g
p V m m R T m
R Jp V R T R R
M kmol
kg Jp V n R T M R
mol kg
p R T
-
8/10/2019 Termodinamika - Skripta za I predavanje MFB
13/27
13
()
Boyle Mariotte ()
T=idem
pV=idem (m=idem pv=idem)
Gay Lussac ()
p idem
1 2
1 2
V VVidem
T T T
Charles ( .)
V idem
1 2
1 2
p ppidem
T T T
Clapeyron ! ! !
- o ()
- , ,
gp v R T
231,38 10 J
koeK
- (10-23
)
p
V
V
T
p
T
-
8/10/2019 Termodinamika - Skripta za I predavanje MFB
14/27
14
2
23
2 2 3
3 2 3 2
6.022 10
8,314
sr
A A
A
A
m wN Np k T p V N k T
V V
oeaN n N N
mol
p V n N k T n R T
JR
mol K
R N k
aj ( ) () .
() .
().
(p,,V) . !!! - .
p
V
1
p
V
T
.
= (1-2) () - :
-
8/10/2019 Termodinamika - Skripta za I predavanje MFB
15/27
15
(, ).
. = (, ).
(. ) () .
(). , () .
- . , : .
- (w
-
8/10/2019 Termodinamika - Skripta za I predavanje MFB
16/27
16
dX
X
FdV
W e
- -
W F dx p A dx p dV
Fp p dV o oce
A
p-V . , , .
W .
2 2
1 1
W p dV w p dv w p dv
W p dV ( ) (- ).
*Q T dS
( ).
- .
, , , , , ,V dV p dp T dT U dU H dH S dS
Q0
W
-
8/10/2019 Termodinamika - Skripta za I predavanje MFB
17/27
17
Tp
Q12
W12=0
12
2 2
12 12
1 1
2 2
12 121 1
W W w w
Q Q q q
Q, W () !
, Q12W12
.
1-2 : () /
.
()
Q12=0
12 12 2 1( ) ,W p T U W U U
-
Tp
W12
-
8/10/2019 Termodinamika - Skripta za I predavanje MFB
18/27
-
8/10/2019 Termodinamika - Skripta za I predavanje MFB
19/27
19
Q
Wt
2
m
() - -1 2 (1) (2) m.
izl ul
uk uk uk
uk t protiskivanja t ul ul izl izl
Q W E E
Q QQ
dt t
W W W W p V p V
uk k p uk k p
W p dV
W p dV p dV p V p idem
E U E E m e m u e e
1 2
1 1 2 2 2 1 1 1 1 1
2 2 2 1 1 1
ul ul izl izl
ul izl
t k p k p
m
t k p k p
t t
V v m V v m
m m m
Q W p v m p v m m u e e u e e
H HH U pV h u pv H h
n m
Q W m h e e h e e
t dt m dm
Q Q W W
2 1 2 1 2 1t k k p pQ W m h h e e e e -
(H) U(pV) - .
w2
w1
z2
1
t+ t
z12z1
w11
m
tz2
w2
(, ) ()
-
8/10/2019 Termodinamika - Skripta za I predavanje MFB
20/27
20
, .
, , ,H d m d n
H U p V h m nm d t d t
( ) ( ) () .
() . . .
.
,t
prot
W p dV W V dp
W d pV
()
. .prot protW E
, U- W( H , Wt )
H ( )(, Wt).
, U(V).
-
8/10/2019 Termodinamika - Skripta za I predavanje MFB
21/27
21
I I
- () -
-
0; 0k p
dE dE
0
1k pQ W dU dE dE
m
;q w du w p dv
q p dv du p dv p dv v dp v dp
p dv v dp d pv
q du d pv v dp
q d u pv v dp
u p v h q v dp dh
tv dp w
/tq w dh m
k ptQ W d H d E d E
.
.
( , )v V V )
p
1
2
w
w
12tW
12W
2
121
2
12
1
tW V dp
W p dV
-
8/10/2019 Termodinamika - Skripta za I predavanje MFB
22/27
22
(W) , (-) p dV .
- ,
(VW).
t
W dp ( ). - V
.
Q. Q T dS .
; 17. 18. , . .
( '''' )
(gaz calorique ) - .
(, , ), () 1 .
0
; 0
0
C
1212
2 1
QC
T T
( ) , ; , , .
() I .
.
Q W U T
:
} 0
T W je C
Q
(W) , . 0C jeU.
U-
.
QC
dT
-
8/10/2019 Termodinamika - Skripta za I predavanje MFB
23/27
23
;Q C Q
C cdT m m dT
[J/(kgK)]
; m C Q
Q W U T Cn n dT
[J/(kmolK)]
18. : , ,, ( ). = .
Q 0 Q 0
W 0W 0
gW p dV p V m R TW
p, V
. . ; =
dx A dV
( )
( )
z b dT
b T
V S
V1 V2>
m Q
-
8/10/2019 Termodinamika - Skripta za I predavanje MFB
24/27
24
( )v vv idem
qc const aeaeaoe c T aoeaeaoe
dT
p
p idem
qc
dT
v;
0
0q
q
dT
T idem
q
dT
;
=
Q W U Q W dU
() Q pdV dU
q pdv du
( )v v
qc
dT
( ) ( ) ( ) ( )
v v v v v
du pdv du pdv du duc
dT dT dT dT dT
() vdu c dT
q vdp dh
( ) ( ) ( ) ( ) ( )p p p p p pq dh vdp h vdp h h
c
dT dT dT dT dT dT
() pdh c dT
:
() ( )vdu c T dT
() ( )pdh c T dT
: ( , )v vc c v T ( , )p pc c p T
-
8/10/2019 Termodinamika - Skripta za I predavanje MFB
25/27
25
c12
1
2
h u pv gh u R T / ( -
)
gdh du R dT () p v gc dT c dT R dT / dT
p v gc c R
J
kg K
p v gc c R /
Mg
m mp vC C
J
kmol K
( , )m mp v
C C
( )idem
C qc
m dT
-
m CCn
- m
p P
m
v v
c C
c C = const
- - T2-T1; ( - )
2
112
T
Tc c ( )
qc T
dT
q c T dT 2
1
12 ( )
T
T
q C T dT
2
1
1212
2 1 2 1
1( )
T
T
qc c T dT
T T T T
cp> cv(p=idem)ce +
cp
Rg
Rg
c[J/kgK]cp
(T
)
cv(T
)
T[K]
-
8/10/2019 Termodinamika - Skripta za I predavanje MFB
26/27
26
X
Y
Z
X
Y
Z
X
Y
Z
, : , (), = , () = () /.
Q () ( U), , () .
1() (He, Ne, Ar, )- 3 (3 - x, y, z)- (: )- ''''
2(O2, N2, CO, ) 3--- 5 - 3 : , , z + 2 '''' - '''' ''''
3-(CO2, 2, SO2, NH3, CH4, C2H6, )- defato6 (3 + 3 )- ''''
7 ; 6 + 1 , .
1-3, 2-5, 3- - 7, .
2
2
m
v SS
mwC f
SSf
2
3 33
2 2 2A A
mw kT TN N
1 3 5
2 2
m m m
V p VC C C
-
8/10/2019 Termodinamika - Skripta za I predavanje MFB
27/27
m
VC m
pC m
p p
m
v v
C c
C c
1-3
2
5
2 1,66
2-
5
2
7
2 8314
J
kmol k 1,4
3- .7
2
9
2 1,28
je , , :
2 2pO pN
c c .. ..2 2pO vO
c c