Spisak pitanja za usmeni ispit iz Termodinamike

2.0. Osnovni pojmovi 1. Šta je to termodinamički sistem, okolina

termodinamičkog sistema? Dati klasifikaciju termodinamičkog sistema i njegovih granica.

3.Veličine stanja1. Količina materije kao veličina stanja. 2. Temperatura kao veličina stanja. 3. Pritisak kao veličina stanja.4. Unutrašnja energija kao veličina stanja. 5. Entalpija kao veličina stanja. 6. Veličine stanja? Ekstenzivne i intezivne veličine

stanja

4. Termodinamička ravnoteža1. Stanje radne materije i termodinamička

ravnoteža?

5.2 Jednačine stanja i idealni gas1. Napisati termičku i kaloričnu jednačinu stanja

u opštem obliku. 2. Idealni gas i termička jednačina stanja (Koji su

uslovi pod kojima se može uzeti da su odstupanja ponšanja nekog gasa od ponašanja idealnog gasa zanemarljiva? Kada je jedan idealni gas jednoatomni a kada višeatomni? Napiši dve termičke jednačine stanja koje važe za sve vrste idealnog gasa. Koja je vrednost univerzalne gasne konstante? Koje se vrednosti temperature i pritiska upotrebljavaju u jednačinama stanja? Napiši dve termičke jednačine stanja koje važe za pojedinačne vrste idealnog gasa. Šta je to specijalna gasna konstanta. Dati jedinicu. Da li je njena vrednost ista za sve vrste gasova.

3.Kalorična jednačina stanja idealnog gasa (za jednoatomni idealni gas. Šta je cV ? Šta je to cP? Viseatomni idealni gas.)

6. Mešavine idealnog gasa1. Molarni, Maseni i zapreminski udeo komponente

u mešavini? Dati vezu izmedju zapreminskog i molarnog udela.

2. Parcijalni pritisak komponente? Daltonov zakon? 3. Redukovana zapremina komponente. Ukupna

zapremina mešavine.4. Vezu izmedju zapreminskog i masenog sastava preko (a)

specijalnih gasnih konstanti i (b) relativnih molekulskih masa. 5. Relativnu molkulsku masu mešavine

poznavanjem (a) molarnog sastava mešavine i (b) maseni sastav mešavine.

6. gasnu konstantu mešavine kada se poznaje (a) zapreminski sastav mešavine i (b) maseni sastav mešavine.

7. Molarna specifična toplotu mešavine (a) pri konstantnoj zapremini i (b) pri konstantnom pritisku.

8. Masena specifičnu toplotu mešavine (a) pri konstantnoj zapremini i (b) pri konstantnom pritisku.

7. Energija1. Šta su to postojane, a šta su nepostojane

energije? Nabroj ih. Koja je jedinica za merenje svih vrsta energije u SI sistemu? Koliko traju nepostojane, a koliko postojane energije? Šta termodinamički sistem poseduje, a šta ne poseduje. Šta okolina poseduje, a šta ne poseduje?

2. Kada se kaže da radno telo ima kinetičku energiju? Koje vrste kinetičke energije može da poseduje?

3. Šta je to potenijalna energija? Koje vrste potencijalne energije može da poseduje radno telo? Definisati svaku od njih.

4. Šta je to unutrašnja energija? Koje vrste energije može da poseduje svaki molekul?

5. Kako je matematički moguće napisati malu promenu a kako konačnu promenu postojane energije u termodinamičkom sistemu koji menja stanje od početnog do krajnjeg?

6.Kada je moguće sa sigurnošću reći da je razmenjena energija izmedju radne materije i okoline mehanički rad a kada je toplota?

7.Kako je matematički moguće predstaviti malu a kada konačnu (izmedju stanja 1 i 2) razmenjenu količinu toplote i rada izmedju termodinamičkog sistema i okoline?

8. Napisati izraz za elementarni rad širenja. Napisati izraz za elementarni hemijski rad.

9. U kom će slučaju toplota spontano prelaziti sa termodinamičkog sistema na okolinu, a u kom sa okoline na termodinamički sistem.

10.Napisati izraz za elementarnu toplotu. Da li entropija raste ili opada kada se toplota dovodi radnoj materiji? Kako se entropija označava i koja joj je jedinica?

11. Kada toplota (na osnovu dogovora) ima pozitivnu a kada negativnu vrednost? Kada rad (na osnovu dogovora) ima pozitivnu a kada negativnu vrednost?

8. Prvi zakon Termodinamike1.Kako glasi prvi zakon Termodinamike za

zatvorene sisteme koji miruju. Napisati tri diferencijalna izraza ovog zakona. Napisati dva integralna izraza ovog zakona.

2.Kako glasi prvi zakon Termodinamike za zatvorene sisteme koji se kreću preko tri diferencijalna izraza ovog zakona.

3.Kako glasi prvi zakon Termodinamike za zatvorene sisteme koji se kreću preko dva integralna izraza ovog zakona.

4.Dati definiciju tehničkog rada. 5.Kako glasi prvi zakon Termodinamike za

otvorene sisteme.6.Napisati tri diferencijalna izraza ovog zakona

prvog zakona Termodinamike za otvorene sisteme. Napisati dva integralna izraza prvog zakona Termodinamike za otvorene sisteme.

9. Termodinamička svojstva

1.Kako se dele termodinamička svojstva? Navesti termička i kalorična svojstva.

2. Koeficijenat termičkog širenja. Zapremina i gustina na kraju nekog procesa koji se izvodi pri konstantnom pritisku.

3.Koeficijenat termičkih napona. Pritisak na kraju nekog procesa pri konstantnoj zapremini.

4.Koeficijent stišljivosti. 5.Relaciju koja povezuje termička svojstva.6.Specifična toplota. Masena i molarna

specifična toplota. Veza između njih. Jednačinu za proračun ukupne količina toplote korišćenjem masene specifične toplote.

7. Relaciju za dobijanje srednje specifične toplote.

8.Pomoću parcijalnih izvoda dati relacije za specifičnu toplotu pri konstantnoj zapremini i pri konstantnom pritisku.

9. Diferencirati kaloričnu jednačinu stanja u opštem obliku . Dati vezu između kaloričnih svojstava.

10. Specifične toplote za jednoatomne i višeatomne idelane gasove? Majerova relacija. Odnos kapa.

10. TERMODINAMIČKI PROCESI (PROMENE STANJA)

1. Šta su promene stanja termodinamičkog sistema2. Šta su kvazistatistatičke a šta nekvazistatičke promene stanja termodinamičkog sistema3. Koje jednačine važe kod kvazistatičkog procesa za odredjivanje zapreminskog rada, tehničkog rada i toplote? Kako se one koriste radi odredjivanja da li se rad i toplota dovode ili odvode.4. Navesti izraz za specifičnu toplotu za proizvoljnu kvazistatičku promenu stanja. 5. Šta je politropa? Dati eksponent politrope, specifičnu toplotu i zakone politrope.6. Za politropu dati izraze za specifični rad, tehnički rad i količinu toplote.7. Navesti sve o izobarskoj promeni stanja i nacrtati je u pv i Ts koordinatnim sistemima.8. Navesti sve o izohorskoj promeni stanja i nacrtati je u pv i Ts koordinatnim sistemima.9. Navesti sve o izotermskoj promeni stanja i nacrtati je u pv i Ts koordinatnim sistemima.10. Navesti sve o izoentropskoj promeni stanja i nacrtati je u pv i Ts koordinatnim sistemima.11. Nacrtati zajedno izobaru, izohoru, izotermu i izentropu u pv i Ts koordinatnom sistemu.

11.0. Kružni ciklusi11.1. Šta su to toplotni rezervoari (toplotni izvor, toplotni ponor, Navedi tri primera toplotnih rezervoara)?11.2 Opisati desnokretne cikluse kroz odgovore na konkretna podpitanja. (Šta je to desnokretni kružni ciklus? Zašto služi? Nacrtaj ga u p-v i T-s koordinatnom sistemu. Čemu je ta dovedena toplota jednaka? Čemu je ukupna količina odvedene toplote jednaka? Čemu je jednak dobijeni tehnički

rad? Šta je termodinamički stepen korisnosti desnokretnog ciklusa i koje su mu vrednosti moguće? )11.3. Opisati levokretne cikluse za hladjenje kroz odgovore na sledeca podpitanja (Šta je to ovaj levokretni kružni ciklus? Zašto služi? Nacrtaj levokretni ciklus na p-v i T-s koordinatnom sistemu. Gde se u ciklusu dovodi a gde se odvodi toplota i gde se dovodi rad? Šta je koeficijent hladjenja levokretnog ciklusa? Šta se ulaže u ciklus a šta se dobija?)11.4. Opisati levokretne cikluse za grejanje kroz odgovore na sledeca podpitanja (Šta je to ovaj levokretni kružni ciklus? Zašto služi? Nacrtaj levokretni ciklus na p-v i T-s koordinatnom sistemu. Gde se u ciklusu dovodi a gde se odvodi toplota i gde se dovodi rad? Šta je koeficijent grejanja levokretnog ciklusa? Šta se ulaže u ciklus a šta se dobija? )

12. Drugi zakon termodinamike i povratnost procesa i ciklusa4. Drugi zakon termodinamike5. Nepovratni procesi6. Povratni procesi7. Razmena toplote između tela sa konačnom razlikom temperatura8. Povratna izotermska ekspanzija odnosno kompresija gasa9. Povratna adijabatska promena stanja = izentropska promena stanja11. Povratni Carnot - ov ciklus

13 Eksergija 1. Objasniti pojam eksergije i anergije.2. Sta je to eksergetski stepen iskoriscenja?

14. Desnokretni kružni procesi sa idealnim gasovima1. Nacrtati Carnot-ov ciklus u p vi Ts koordinatnim sistemima i izvesti izraze za temodinamički stepen njihove korisnosti.2. Nacrtati Oto-ov ciklus u p vi Ts koordinatnim sistemima i izvesti izraze za temodinamički stepen njihove korisnosti.3. Nacrtati Diesel-ov ciklus u p vi Ts koordinatnim sistemima i izvesti izraze za temodinamički stepen njihove korisnosti.4. Nacrtati Sabatije-ov cilklus u p vi Ts koordinatnim sistemima i izvesti izraze za temodinamički stepen njihove korisnosti

5. Nacrtati Džul-ov cilklus u p vi Ts koordinatnim sistemima i izvesti izraze za temodinamički stepen njihove korisnosti6. Nacrtati Erikson-ov cilklus u p vi Ts koordinatnim sistemima i izvesti izraze za temodinamički stepen njihove korisnosti

15. Realna materija

1. Realna materija i termodinamicke povrsine.2. Višefazna supstanca i veličine stanja na termodinamickim povrsinama.(gornja granična kriva. donja granična kriva. kritična tačka, trojne linije. 3. Jednofazna supstanca i njene veličine stanja u jednofaznom području termodinamičkih površina 4. Ravanski dijagrami stanja (pv, ts i hs - dijagrami stanja) 5. Izotermske promene stanja na termodinamičkim površinama i ravanskim dijagramima stanja (izoterme kada je t1>tk. Kritične izoterme i izobare. Izoterme t2<tk.) 6. Izobarske promene stanja na ravanskim dijagramima stanja (izobare kada je p1>pk. Kritične izoterme i izobare. Izobare p2<pk. )7. Kondenzacija. Isparavanje. Sublimacija, desublimacija. Mrznjenje, topljenje. Prelazak iz jedne u druge faze na trojnim linijama. 8. Izohorske promene stanja na termodinamičkim površinama i ravanskim dijagramima stanja (izohorske promene stanja. )9. Izentropske promene stanja na termodinamičkim površinama i ravanskim dijagramima stanja (izentropske promene stanja.) 10. Linije konstantnog stepena suvoće i izračunavanje velicina stanja mokre pare11. Veličine promena stanja (specificna kolicina toplote, specificni rad sirenja i specificni tehnicki rad, Latentna toplota)

16. DESNOKRETNI PARNI CIKLUSI

1. Za energanu koja koristi Rankin-ov parni desnokretni ciklus bez naknadnog pregrevanja vodene pare, nacrtati shemu postrojenja, nacrtati Ts dijagram njegovog rada i izvesti izraz za termodinamički stepen korisnosti njegovog rada.

2. Nacrtati dva Rankin-ova ciklusa sa različitim pritiskom pare u Ts dijagramu stanja. Kako vrednost pritiska pare na ulazu u turbinu utiče na termodinamički stepen korisnosti rada Rankin-ovog ciklusa.

3. Nacrtati dva Rankin-ova ciklusa sa različitim vrednostima temperature vodene pare na njenom ulazu u turbinu. Kako vrednosti temperature pare na ulazu u turbinu utiču na termodinamički stepen korisnosti rada Rankin-ovog ciklusa.

4. Nacrtati dva Rankin-ova ciklusa sa različitim vrednostima pritiska u kondenzatoru. Kako vrednosti pritiska pare u kondenzatoru utiču na termodinamički stepen korisnosti rada Rankin-ovog ciklusa.

5. Za energanu koja koristi Rankin-ov parni desnokretni ciklus sa naknadnim pregrevanjem vodene pare, nacrtati shemu postrojenja, nacrtati Ts dijagram njegovog rada i izvesti izraz za termodinamički stepen korisnosti njegovog rada.6. Za energanu-toplanu koja koristi kogenerativni Rankin-ov parni desnokretni ciklus bez naknadnog pregrevanja vodene pare, nacrtati shemu postrojenja, nacrtati Ts dijagram njegovog rada i izvesti izraz za termodinamički stepen korisnosti njegovog rada i stepen sveukupnog iskorišćenja energije.

16. LEVOKRETNI CIKLUSI-NESPONTANO PREBACIVANJE TOPLOTE SA MEDIJUMA NIŽE TEMPERATURE NA MEDIJUM VIŠE TEMPERATURE

1. Za rashladni uredjaj koji koristi kompresorski parni rashladni ciklus, nacrtati shemu postrojenja, nacrtati Ts dijagram njegovog rada i izvesti izraz za koeficijent hladjenja.

2. Za kompresorski parni grejni ciklus kod toplotnih pumpi, nacrtati shemu postrojenja, nacrtati Ts dijagram njegovog rada i izvesti izraz za koeficijent grejanja.

17.0. Termodinamički potencijali

Pitanja:1. Unutrašnja energija kao termodinamički potencijal2. Entalpija kao termodinamički potencijal3. Helmholc - ova funkcija kao termodinamički potencijal4. Gibss - ova funkcija kao termodinamički potencijal5. Veličine stanja kao parcijalni izvodi termodinamičkih potencijala6. Izvesti Maxwel - ov odnos po termodinamičkom potencijalu U=U(S,V)7. Izvesti Maxwel - ov odnos po termodinamičkom potencijalu I=I(S, p)8. Izvesti Maxwel - ov odnos po termodinamičkom potencijalu F(T, V)

9. Izvesti Maxwel - ov odnos po termodinamičkom potencijalu G=G(T,p)10. Nabrojati Maxwell - ove odnose korišćenjem Bornovog termodinamičkog četvorougla.

18.1 PROVODJENJE TOPLOTE1. Opisati prenos toplote koji je spontan i onaj koji nije spontan. 2. Kako se toplota prostire provodjenjem (kondukcijom).3. Temperatursko polje i izotermske površine4. Kolicina dovedene ill odvedene toplote Q, Gustina toplotnog fluksa, Toplotnim protokom (fluksom) 5. Provodjenje toplote kroz ravan i beskonačan zid6. Toplotna provodnost k 7. Toplota se provodi kroz troslojni zid.8. Toplota se provodi kroz n-slojni ravan zid. 9. Slučaj provodjenja toplote kroz jednostruki cilindrični zid 10. Provodjenje toplote kroz višeslojni zid cilindrične cevi (beskonačne).11. Provodjenje toplote kroz n-to slojni zid zid cilindrične cevi (beskonačne).

18.2 KONVEKCIJA1. Opisati prostiranje toplote konvekcijom. Karakteristični slučajevi konvektivne razmene toplote.2. Kolicina toplote koja prelazi sa nekog fluida na neku čvrstu površinu (ili obrnuto) 3. Toplotna prelaznost 4. Utjicaj brzine strujanja na α (vrsta strujanja, Re broj, Hidraulički prečnik)5. Uticaj vrste fluida na koeficijent prelaza toplote.6. Uticaj sile uzgona fluida usled razlika temperatura na koeficijent prelaza toplote 7. Opšta formula za izračunavanje Nu broja8. Prinudna konvekcija 9. Prirodna konvekcija

18.3 KONDENZACIJA I KLJUČANJE1. Kondenzacija2. Ključanje

18.4 ZRAČENJE1. Opisati prostiranje toplote zračenjem. 2. Intezitet i spektralni raspored zračenja toplote.3. Sjaj površine i energija zračenja koja pada na površinu tela. (crno telo, ogledalo, neprozirno telo)4. Stefan Boltzman-ov zakon 5. Razmena toplote zračenjem izmedju dve paralelne površine sa malim medjusobnim odstojanjem u poredjenju sa nihovim dimenzijama

6. Razmena toplote zračenjem izmedju dve površine od kojih je jedna sa svih strana obuhvacena drugom povrsinom. 7. Toplotna zavesa 8. Prelaznost toplote zračenjem.

18.5 PROLAZ TOPLOTE

1. Definisati prolaz toplote2. Prolaz toplote u stacionarnom stanju za jednoslojan ravan zid 3. Toplotnom prohodnošću 4. Prolaz toplote u stacionarnom stanju za višestruki ravan zid važi 5. Prolaz toplote u stacionarnom stanju za kroz jednu takvu cev 6.Prolaz toplote u stacionarnom stanju za višestruki cililndričan zid

19. Merenje temperature

1. Kako se temperatura meri? Najčešće upotrebljavani termometri. 2. Postupak merenja 3. Gasni termometri4. Termometri sa tečnošću5. Otpornična termometrija6. Termoelementi (termoparovi)7. Pirometri8. Internacionalna skala temperatura. Fiksne tačke