TEHNIKA TERMODINAMIKA Re termodinamika u svom izvornom znaenju

TEHNI^KA TERMODINAMIKA § Re~ termodinamika u svom izvornom zna~enju predstavlja nauku o energiji. Naziv poti~e od starogr~kih re~i therme - toplota i dynamics – onaj koji poti~e od sile, {to je nekada ozna~avalo energiju. § Tehni~ka termodinamika opisuje i prou~ava procese uzajamnog pretvaranja toplote, kao i toplotne u mehani~ku energiju i obratno, i predstavlja osnov za razumevanje rada: toplotnih ma{ina i uredjaja (parnih kotlova i turbina, SUS motora, industrijskih pe}i, su{ara, sistema daljinskog grejanja i sl. ), rashladnih i klima uredjaja, procesa prostiranja toplote i sl.

§ - Radno telo u termodinamici § Radno telo u termodinamici je medijum koji obavlja termodinami~ki proces. To mo`e biti: idealan gas, vodena para, vla`an vazduh ili komprimovan vazduh. § - Pojam idealnog gasa § Idealni gas predstavlja gas ~iji se molekuli haoti~no kre}u i imaju oblik pravilnih loptica beskona~no malog pre~nika, ali kona~ne mase. Medju molekulima (sem u momentima sudara) vladaju beskona~no male sile. Neki realni gasovi pri niskim pritiscima i visokim temperaturama se pona{aju pribli`no idealnom gasu ~ime je njegovo uvodjenje opravdano. § U prakti~nom smislu to je gas ~ije je stanje daleko od stanja zasi}enja.

Oblici jedna~ine stanja idealnog gasa § Jedna~ina stanja idealnog gasa glasi: § p. V = m. RT. . . (1) § R - gasna konstanta koja zavisi od vrste gasa i predstavlja rad koji izvr{i 1 kg gasa kad mu se temperatura promeni za 1 K pri konstantnom pritisku ( R = p. V/m. T (J/kg. K)). Deljenjem jedna~ine sa (1) sa masom "m" dobijamo: § pv = RT. . . (2) § Ako se jedna~ina (2) pomno`i molarnom masom M (kg / kmol ) dobijamo: § p. VM = MRT = Ru· T / n § p. V = n·Ru·T ………(3) § n = m/M - br. molova § gde je: VM = v· M - zapremina jednog kmola VM = 22, 4 m 3/kmol = 22, 4 dm 3/mol § Ru = M· R - univerzalna gasna konstanta, Ru = 8 314 J/kmol. K = 8, 314 J/mol. K § Prema jedn. (2) mo`e se napisati: § p = RT § gde je: § (m 3/kg) - gustina gasa

§ § Entalpija ( I ) je veli~ina stanja i predstavlja termodinami~ki potencijal koji se sastoji iz termi~kog potencijala (U) i spolja{njeg mehani~kog potencijala (p. V), izra`enog preko veli~ine stanja materije: I = U + p. V ( J ) Nalazi veliku primenu kod vodene pare i pri analizi strujnih procesa. - § § - Entropija § Entropija (S) je veli~ina stanja koja povezuje apsolutnu temperaturu (T), takodje veli~inu stanja, sa toplotom (Q) koja se odvodi ili dovodi izmedju dva stanja preko izraza: § Q = ∫ T d. S § Kada S raste imamo dovodjene toplote, a kada opada odvodjenje. § Primenu nalazi kod formulacije Drugog zakona termodinamike i vodene pare.

§ - Prvi zakon termodinamike § Predstavlja oblik op{teg zakona o odr`anju energije koji je primenjen na toplotne promene stanja. § Najop{tija matemati~ka formulacija glasi: § Q 12 = U + L 12 § gde je: § U = U 2 - U 1 - promena unutra{nje energije izmedju stanja 1 i 2. § Q 12 - dovedena (odvedena) toplota radnom telu izmedju stanja 1 i 2. § L 12 - izvr{en (ulo`en) zapreminski rad izmedju stanja 1 i 2. § Dakle, jedan deo dovedene koli~ine toplote tro{i se na promenu unutra{nje energije radnog tela a drugi na vr{enje rada. Da bi se toplota odvela od tela potrebno je ulo`iti rad. § - Drugi zakon termodinamike § O uslovima koji moraju biti zadovoljeni pri transformaciji toplotne energije u rad govori drugi zakon termodinamike. § Na~elna formulaciija je da su svi termi~ki procesi nepovratni. Samim tim promena entropije ( S) adijabatski (toplotno) izolovanog sistema koga sa}injavaju: radno telo, toplotni izvor (zagreja~) i toplotni ponor (hladnjak) ne mo`e biti negativna. § Ekvivalentna formulacija bila bi da toplota ne mo`e spontano prelaziti sa hladnijeg na toplije telo bez ulaganja rada ili drugih kompenzacija u sistemu. Takodje, sva toplota izvora ne mo`e se pretvoriti u mehani~ki rad.

OSNOVNI TERMODINAMI^KI PROCESI

Izobarski proces u p-v i T-s dijagramu

Izotermski proces u p-v i T-s dijagramu

Osnovni termodinami~ki procesi u p-v i T-s dijagramu

Kružni ciklusi. Desnokretni i levokretni. Karno-ov kružni ciklus

OTO-ov I DIZEL-ov KRU@NI CIKLUS