Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
2.Podstawytermodynamiczne
miarysątakie,żemożnaprzyodpowiednimdoborzepowierzchnikontrolnych
pominąćefektykapilarneipracęsiłpowierzchniowych.Układyzezmianamifa-
zowymiireakcjamichemicznymiorazpoddaneoddziaływaniomzewnętrznych
pól(np.magnetycznych,elektrycznych,grawitacyjnych)sąukładamizłożonymi.
Wbadaniachtechnologiienergetycznychwykorzystujesięzazwyczajmodeleod-
powiadającesystemowiprostemu.Istniejąjednaktechnologie,doktórychanalizy
trzebawykorzystaćmodeleodpowiadająceukładomzłożonym.
Stanukładudladanegomomentujestokreślanyprzezparametrystanuizależne
odnichfunkcjestanu(ichwartośćniezależyodhistorii–sposobuewolucjiukładu
międzykolejnymistanami,dlatychwielkościmożemyzdefiniowaćróżniczkęzu-
pełną).Wprzypadkuukładówprostychpodstawowymiparametramistanusądwa
ztrzechparametrów:ciśnienie(p),temperatura(t,T),objętość(v,V).Najczęściej
wykorzystujesięnastępującefunkcjestanu(funkcjetermodynamiczne):
●energiawewnętrzna(u,U),
●entalpia(h=u+pv,H=U+PV),
●entropia(s,S),
●energia(funkcja)Helmoltza(energiaswobodna)(f=u–Ts,F=U–TS),
●energia(funkcja)Gibbsa(entalpiaswobodna)(g=h–Ts,G=H–TS).
Wielkościoznaczonemałymiliteramisąwielkościamiintensywnymi(x=X/m,
wielkośćniezależnaodmasywukładzie,wielkościamiintensywnymisązawsze
ciśnienieitemperaturaniezależnieodtego,czyoznaczamyjedużymiczymały-
militerami).Wielkościoznaczonedużymiliteramisąwielkościamiekstensywnymi.
Wdalszymciągubędziemyczęstotakżedefiniowaćiwykorzystywaćwielkości
odniesionedoliczbymoli(
x
=
Xn
/),
główniehig.
2.2.Prawozachowaniaenergii.Pierwszazasada
termodynamiki
Układzamknięty
Zmianaenergiiukładumożebyćspowodowanajedynieoddziaływaniemnaspo-
sóbciepłaipracyzotoczeniemukładu(wymianąciepłaipracyzukładem).
Przyprzejściuodstanu1(momentt=
τ
1)dostanu2(momentt=
τ
2)zmiana
energiijestrówna
ΔE=E
2–E
1=Q1–2–L1–2
(2.1)
Wzapisie(2.1)ciepłoQ1–2uważamyzadodatnie,gdyjestdoprowa-
dzanedoukładu,apracęL
1–2zadodatnią,gdyjestgenerowanaprzezukład
(E
1+Q1–2=E2+L1–2).Ciepłoipracaniesąfunkcjamistanu,cooznacza,żeich
30
