1. Gaz doskonaly - czasteczki mozna traktowac jako punkty materialne podlegajace prawom zderzenia kul doskonale sprezystych. a sily dzialajace miedzy
czasteczkami na odleglosc mozna pominac. Energia wewnetrzna czynnika u jest to odniesiona do srodka masy suma energII jego czasteczek oraz energii Ich
wzajemnego Oddzialywania: przede wszystkim ruchu postepowego, obrotowego, oscylacyjnego atomów w czasteczkach. Entalpia jest to funkcja stanu zdefiniowana
przy okreslaniu pracy cisnienia jako H = U + pV. Na skutek wymiany pedu miedzy czasteczkami podczas zderzen sprezystych obowiazuja takie same zaleznosci przy
uwzglednieniu zderzen jak i ich baku. Wskutek uderzen o scianki naczynia czasteczki zostaja odbite sprezyscie, przy czym kat odbicia jest rCJWnykaIowi padania. Ped
przekazywany sciance podczas sprezystego odbicia 1 czasteczki o masie me wynosi: Pc = mcWx - (-mcWx) = 2mcWx. SUa dzialajaca na scianke jest równa: Fe = Pelt
= (mcWx'}It. Cisnienie wywierane przez 1 czasteczke na powierzchnie P: pc = FelP = (mcWx'}N, gdzie V=P. Empiryczne równanie stanu gazu doskonalego: pV =
mRT = n-RT. Zwiazek miedzy E i T: E = 3/2 mRT = 3/2 n-RT. Na kazdy stopien swobody czasteczki przypada energia molowa równa: y, -RT. Kinetyczna teoria
gazów, oparta na metodach mechaniki klasycznej pozwala wytlumaczyc tylko stale wartosci ciepla wlasciwego gazów doskonalych.
2. Okreslanie stanu termodynamicznego. Stan termOdynamiczny substancji, ciala fizycznego lub ukladu termodynamicznego jest okreslony przez zbiór
jednoczesnych wartosci zdolnych do zmiany wielkosci fIZYcznych, zwanych parametrami stanu. stan termodynamiczny ciala fizYcznego jest okreslony jednoznacznie,
jezeli mozna z tej samej substancji odtworzyc to cialo w innym miejscu w sposób wystarczajacy do rozwazan tenmodynamicznych .. Do okreslenia stanu
termodynamicznego nie potrzebna jest znajomosc indywidualnych wlasnosci fizYcznych danej substancji, ilosci substancji oraz ksztaltu ciala. Parametry ekStensywne
(globalne) sa okreslone dla Calej objetosci ciala I zaleza od ilosci substancji tworzacej cialo. Nie moga byc jednakowe dla calego ciala i poszczególnych jego czesci.
Parametry ekstensywne to np. objetosc, energia wewnetrzna, entalpia, entropia. Parametry intensywne (lokalne) moga byc jednakowe dla calego ciala oraz
poszczególnych jego czesci. Sa to np. temperatura, cisnienie. Parametry te oznaczane sa na ogól malymi literami. Moga byc przypisane poszczególnym punktom
przestrzeni. Parametry wlasciwe stan substancji nie moze byc charakteryzowany za pomoca parametrów ekstensywnych, lecz za pomoca utworzonych z nich
parametrów wlasciwych, które sa parametrami intensywnymi. Ola substancji jednorodnych tworzy sie parametry wlasciwe jako stosunki Odpowiednich parametrów
ekstensywnych do ilosci substancji. Podczas rozpalrywania zjawisk fizycznych czesto wyodrebnia sie z przestrzeni za pomoca oslony kontrolnej obszar materii zwany
ukladem termodynamicznym. Oslone kontrolna wykorzystuje sie do sporzadzenia bilansu: ilosci substancji, pedu, energii, entropii. To co znajduje sie poza granicami
ukladu, a ma zwiazek z jego zachowaniem jest nazywane otoczeniem ukiadu. Stan równowagi metastabilnej przy odpowiedni malych bodzcach ma takie same
wlasciwosci jak stan równowagi trwalej, a przy bodzcach wiekszych od granicznego jak stan równowagi chwiejnej. Obojetny - skonczona zmiana stanu ukladu moze
powstec bez jakichkolwiek zmian w otoczeniu. w tym przypadku poczatkowy stan ukladu moze byc przywrócony za pomoca nieskonczenie malej zmiany stanu
otoczenia. Stan równowagi chwiejny ukladu ulega skonczonej zmianie pod wplywem nieskonczenie malego dzialania otoczenia, czyli bez zmiany stanu otoczenia.
Trwalej zmienia sie dowolnie malo pod wplywem dowolnie malego dzialania otoczenia. Skonczona zmiana stanu równowagi trwalej ukiadu powoduje skonczona zmiane
stanu otoczenia.
3. Okreslenie stanu termodynamicznego, równania kaloryczne. t2. Równanie stanu. Podstawowym równaniem stanu dla cial prostych jest tzw. termiczne
równanie stanu. f(p, V,T) = O. Zaleznosc energii wewnetrznej, entalpii i entropii od temperatury nazywane sa kaiorycznymi równaniami stanu.
4. Zerowa Zasada Termodynamiki. Dwa ciala znajdujace sie w równowadze termicznej z trzecim cialem sa takze w równowadze termicznej miedzy soba.
Rozpatrywany uklad I dazy samorzutnie do stanu równowagI. Miedzy cialami i-III I II-III wystepuje rCJWnOwagatermiczna. Po zmianie scianki na uklad II parametry cial I i
iI nie ulegaja zmianie wiec ciala te równiez znajduja sie w równowadze termicznej. T,(p" V,) = T,(p" V,) = T,(p" V,). Dla kazdego ciala prostego istnieje funkcja T
parametrCJWstanu cisnienia, objetosci, która zgodnie z zerowa zasada termodynamiki ma jednakowa wartosc dia wszystkich cial znajdUjacych sie w rCJWnowadze
termicznej. Funkcja ta nazywana jest temperatura empiryczna.
5, Podstawowe prawa lizYki GD, Równanie stanu wyraza ZwIazek pomiedzy cisnieniem, objetoscia I temperatura bezwzgledna GO. Rozrzedzony realny gaz
podgrzany do dostatecznie wysokiej temperatury zachowuje sie jak GO. Równanie stanu powstalo w oparciu o empiryczne odkryte prawa fizyki. Prawo Boyle'aMarlotte'a:
Objetosci stalej ilosci GD przy stalej temparaturze sa odwrotnie proporcjonalne do cisnien bezwzglednych. Gay-lussac'a: Objetosci stalej ilosci GO przy
stalym cisnieniu sa wprost proporcjonaine do temperatur bezwzglednych. Charlesa: Przy stalej objetosci i stalej ilosci gazu cisnienia bezwzgledne GD sa wprost
proporcjonalne do temperatury bazwzglednej. Avogadra: przy jednakowych cisnieniach, jednakowych temperaturach w jednakowych objetosciach GO sa zawarte
jednakowe liczby czastek.
6. Prawo Avogadra, wnioski, ts. Czasteczka - najmniejsze zdOlne do samodzielnego wystepowania skupienie ZwIazku chemicznego. Czastka oznacza drobna czesc
substancji skladajacej sie z duzej liczby czasteczek. m = Nmc = nM {N-liczba czasteczek, me-masa czasteczki, n-liczba kiiomoli, M-masa molowa} 1) przy jednakowych
cisnieniach i jednakowych temperaturach zawarte sa w jednakowych objetosciach GD jednakowe liczby ich kilomoli. mroIm(ll)= n(l)MroInoQM(l2l)} Przy jednakowych
cisnieniach i jednakowych temperaturach gestosci GD sa wprost proporcjonalne, a objetosci wlasciwe odwrotnie proporcjonalne do ich mas molowych. mrolm", = ry.rofV p
OQ)3) Przy jednakowych cisnieniach I jednakowych temperaturach objetosci molowe róznych GD sajednakowe. p-V = -RT.
7, Pojemnosc cieplna przemiany jest to stosunek calkowitego ciepla przemiany do przyrostu temperatury podczas tej przemiany. Gdy przyrost temperatury jest
Skonczony jest to srednia pojemnoSC cieplna przemiany: CrrI{T, ,T,} = O"",JT,.. T,. A gdy nieskonczenie maly, jest to rzeczywista pojemnosc cieplna przemiany: Crr =
dO,JdT. Cieplo wlasciwe jest to stosunek ciepla przemiany Q"" dO ilosci sbslancji wykonujacej przemiane oraz do róznicy temperatur liT. Gdy przyrost temperatury
jest Skonczony cieplo wlasciwe nazywane jest srednim cieplem wlasciwym, a gdy nieskonczenie maly rzeczywistym. Wartosc sredniego ciepla wlasciwego zalezy od
rodzaju i stanu substancji, rodzaju przemiany, stanu poczatkowego przemiany, wielkosci przyrostu temperatury wyznaczejacego stan koncowy przemiany oraz
zastosowanych jednostek ilosci substancji. Dla gazCJWnajbardziej istotne sa dwa rodzaje ciepla wlasciwego: 1} cieplo wl. przy stalej objetosci: C'V = dq'v/dt, 2) cieplo wl.
przy stalym cisnieniu: Cp = dqpldl. Cieplo wl. przy stalym cisnieniu jest zawsze wieksze niz przy stalej objetosci. Cplc.v = K, C",C,v = R. W rzeczywistosci cieplo wlasciwe
zalezy zarówno od cisnienia jak i od temperatury gazu, przy czym wplyw temperatury jest wiekszy niz wplyw cisnienia i nie moze byc pomijalny w zasl. lech.
8. Praca w mechanice jest równa iloczynowi skalarnemu sily przez jej przemieszczenie. Praca tak jak i cieplo jest forma energii w ruchu, a nie energia zawarta w
ukladzie ani parametrem stanu. Praca odprowadzana od ukladu jest praca dodatnia. Jednostka pracy jest 1J = lNm = 1kgm'/s'. W szczególnym przypadku gdy praca
jest WYkonywana przez potencjalne pOle so jest ona rCJWnaróznicy potencjalu pola: L" = mg(Z,..Z,}. Praca zewnetrzna Lz odbywa sie miedzy ukladem a otoczeniem.
Jest to praca pokonujaca makroskopowe slly zewnetrzne Lz12 OPraca rozproszona Lw przez uklad pojawia sie w przypadku wystepowania oporów tarcia w ukladzie
(oporów wewnetrznych}Lw" '" O. Jest dodatnia dla przemian rzeCzYwistych i równa zeru dla przemian odwracalnych. Praca calkowita jest suma pracy zewnetrznej i
rozproszonej. W termodynamice tech. najczesciej rozpatruje sie prace zmiany objetosci. Elementarna praca calkowita zmiany Objetosci: dL = pAdx = pdV. Calkowita
praca zmiany objetosci równowagowej przemiany mledzY stanami 1 i 2: L'12 = lpdv.
9. Energia wewnetrzna, entalpia. t1. Energia wewnetrzna jest funkcja potencjalu termodynamicznego dla pracy zewnetrznej ukladu adiabatycznego zoslala
oznaczona symbolem U: kod,.' = U,-U,. Energia wewnetrzna wlasciwa: u = dU/dt, u = U/m - dla substancji jednorodnych. MOlowa: -U = dU/dn, -U = U/n - dla subsl.
jedno Entalpie definiuje sie za pomoca równania Gibbsa: H = U + pV.
10. Praca w ukladach zamk + 1ZT. t 9. Z 1ZT praca w ukladzie zamknietym wyrazona jest zaieznoscia: 0= lIU + L I jest to praca zamiany objetosci. Równanie
rózniczkowe: dq = du + dl, dl = pdAV - praca bezwzgledna. Z 1ZT praca w ukladzie otwartym wyraza sie zaieznoscia: O = lIH + l.t i jest to praca zmiany cisnienia.
Równanie rózniczkowe: dq = di + dh , dl, = -AVdp - praca techniczna. 1 Zasada Term.: Cieplo doprowadzone z zewnatrz do nieruchomego ukladu zamknietego jest
zuzywane na zwiekszenie jego energii wewnetrznej oraz wykonanie pracy zewnetrznej: O" = lh - U, + L1.'. Dla ukladów adiabatycznych spadek energii wewnetrznej
jest równy pracy zewnetrznej (wymiana ciepla miedzy ukladem a otoczeniem). Dla ukladCJWnie adiabatycznych przyrost energii wewnetrznej nastepuje w wyniku
doprowadzenia ciepla I pracy z zewnatrz do ukladu.
11. Roztwory. Skladnikiem ukiadu nazywa sie zbiór czasteczek o jednakowej budowie chemicznej. Roztworem jest ukiad wieloskladnikowy, w którym kazdy skladnik
jest równomiernie rozmieszczony w calej objetosci roztworu, czyli wszystkie skiadniki sa dokladnie wymieszane. Kazdy gaz wchodzacy w sklad roztworu znajdujacego
sie w stanie równowagi jest w nim równomiemie rozmieszczony w calej przestrzeni o objetosci V ima temperature T jednoznaczna z temperatura calego rotiWOru.
Wlasnosci roztworów zaleza bezposrednio od ich skladu chemicznego, który okresla sie za pomoca udzialów skladników. Udzial masowy skladnika jest stosunkiem
Ilosci tego skladnika mi okreslonej za pomoca masy do ilosci calego roztworu: xl = ml/m, m = Eml, Exl = 1. Udzial molowy skiadnlka jest stosunkiem liczby kiiomoli n~
tego skladnika do liczby kilomoli calego roztworu n rCJWn&j sumie liczb wszYslkich skladników: zi = ni/n. Udzial objetosciowy skladnika roztworu GO jest stosunek
objetosci samego tylko skiadnlka Vi do objetosci calego roztworu V przy tych samych cisnieniach I temperaturach: rI = 0/iN}P." zaleinosci: m = n>M = Eml = EnlMi _ M
= EziMi • xi = mUm = mlll:mi = niMlll:niMi = ziMill:ziMi = zi(MilM}. Stala gazowa roztworu: Vl:Pl = TLmlRi, pV = mTExlRI = mRT, gdzie R = ExiRi. Prawo Ooltona:
Suma cisnien skladnikowych wszystkich skladnlkCJWroztworu GD jest równa cisnieniu roztworu.
12. 1ZT, praca, energia. t 9., 10. Równania rÓZniczkowe i calkowe: dq = du + di, dq = du + pd'V, 0= lIU + H1 ,2)pdAV,
dq = dl + dl!, dq = di - AVdp, Q = I + H1 ,2}-AVdp
13, Przemiana izotermiczna GD. Sa to przemiany przy stalej temperaturze: dT = O, T, = T, = T = idem. Z równan stanu wynika: p,AV, = P2AV, = p'V = RT = Idem. Jest
to prawo Boyle'a-Mariolle'a: Przy stalej temperaturze iloczyn cisnienia bazwzgiednego przez objetoSC wlasciwa jest di GO wlelkoscia slala. Przemiany izotenniczne sa
zarazem przemianami Izoenergetycznyml (u = idem, h = idem). Z 1ZT qT1~= (h, - h,) + h,., = l",,,. Punktem wyjscia do obliczenia pracy przemiany jest: PT(AV)= p,AV,/
AV = RT/AV. Calkowita praca zmiany objetosci: In, = p,"V,ln(AV,/AV,} = p,AV,ln('V,I'V,}. Cieplo przemiany: qT1' = T(S, - S,) = RT'in(p,/P2)
14. przemiana izobaryczna GD. Sa to przemiany przy stalym cisnieniu: dp = 0, p, = P2= P = Idem. Z równan stanu: (AV"'V,), = T,!T,. Jest to prawo Gay-Lussaca:
Przy stalym cisnieniu objetosc wlasciwa GD jest wprost proporcjonaina do temperatury bezwzglednej. Praca techniczna przemiany: I••" = -1{P"p,}-'Vdp = O. Cieplo
przemiany: qp" = h, - h, = CPI(O,T,)T, - CpI{O,T,)T,. Praca zmiany objetosci: Ip" = (K-1/K}q"".
15. Przemiana izochoryczna GO. Sa to przemiany przy stalej objetosci: dAV = 0, AV, = AV, = AV = idem. Z równan stanu: (P2/p,}AV = T,!T,. Jest to prawo Charlesa:
Przy stalej objetosci wlasciwej cisnienie bezwzgledne GO jest wprost proporcjonalne do temperatury bezwzgiednej. Praca zmiany objetosci: I.v" = l{AV"AV,}pd"V = O.
Cieplo przemiany: q'V1, = u, - u, = C'vIIO,T,}T, - C'vl{O,T,)T,. Praca techniczna: It>v" = - (K - 1}q.v". Przyrost entropii wlasciwej: ds = duIT.
16. Przemiana izentropowa GO. Sa to przemiany zachodzace bez wymiany ciepla z otoczeniem: d~ := O. Odwracalna przemiana adiabatyczna charakteryzujaca sie
dq.. = Onazywamy przemiana izentropowa: dq = dq, + dq. = Tds '" O. pAV' = idem, gdzie K = CP/(;'v. Cieplo przemiany: a", = l{s"g2}Tds = O. Praca przemiany: l"., = u,
- u, = C'VIIO,T,)T, - C'vIIO,T,)T,. Praca techniczna przemiany: 6,., = h, - h, = Cpl{O,T,}T, - Cpl{O,T,}T,. Przemiany adiabatyczne nieodwracalne (dq. > O) przebiegaja ze
wzrostem entropii (ds = dqw/T > O)wynikajacym z rozproszenia pracy, przy wiekszych objetosciach wlasciwych niz przemian izentropowych o tym samym stanie
poczatkowym.
17. Przemiany polltropowe GO. Rodzina przemian politropowych zdefiniowana jest przez równanie: pAV' = Idem, gzie wykladnik pOlitropy n = idem jest wielkoscia
stala dla danej przemiany, a dla róznych przemian moze przybierac dowolne wartosci rzeczywiste. (iZObaryczna n=O, izotermiczna n=1, izentropowa n=K, izochoryczna
n=±~). Praca przemiany: l"., = RT1/n-1[1 - (P,/p,}A(n-1/n)]. Praca techniczna: Itn" = n·"',~. RzeCzYwiste cieplo wlasciwe: q,,, = u, - u, + f(n1,2}pdAV.
18. Zdefiniuj pojecie entropii i2ZT. Dla ciepla przemiany rCJWnowagowejuogólniona sila stanowiaca przyczyne wymiany ciepla jest temperatura bezwzgledna T.
Uogólniona wspólrzedna. która musi sie ulegac zmianie, aby cieplo przemiany bylo rózne od zera jest entropia S: dS = dOlT. Dla przemiany równowagowej: (S, - S,), =
Hrr1,2}(dH-VdP}IT. 2ZT: Entropia zamknietego ukladu adiabatycznego podczas przemian nie odwracalnych wzrasta, a podczas przemian odwracalnych nie zmienia sie:
.o.Suad1,2~O.
20. Obieg Camota. Obieg o maksymalnej sprawnosci pOWinien sie skladac z dwóch przemian izotennicznych i dwóch przemian izentropowych. Obieg taki nosi nazwe
Obiegu Camota. SprawnoSC termiczna obiegu silnikowego: "., = 1 - IO",VO, = 1 - IT",lIT,. Sprawnosc termiczna obiegu silnikowego Camota nie zaiezy od wlasciwosci
czynniks bioracego udzial w obiegu i od wlasnosci konstrukcyjnych silnika.
21, Obieg Sabalhe. Podstawowe suwy pracy: 1) suw ssania - podcisnienie zesysa mieszanke, 2) suw sprezania - kompresja mieszanki przy wzroscie cisnienia i
temperatury zakonczona zaplonem, 3} suw pracy - spaliny wykonuja prace zmiany objetosci przy spadku cisnienia i temperatury, 4} suw wydechu - wytlaczanie spalin.
WSkazniki: Stopien kompresji: < = V,N, = AV,/AV" stopian izochorycznego wzrostu cisnienia: o = P31P2= T,rr" stopien obciazenia: q>= V4'1, = AVJAV3 = TJT,.
Cieplo doprowadzone do obiegu odniesione dO 1kg czynnika roboczego: 1q.,1= Cv(T5 - T1}. Sprawnost termiczna obiegu: ~ts = 1 • 1/«-"(0q>' -1)1(0 - 1 + OK(q>- 1}}.
Obieg ten tworza nastepujace przemiany: (1,2)· izentropowa kompresja, (2,3) - izochoryczne doprowadzanie ciepla, (3,4) - Izobaryczne doprowadzanie ciepla, (4,5)-
izentropowa ekspansja do objetosci poczatkowej, (5,1)- izochoryczne odprowadzanie ciepla. Obieg ten jest obiegiem porównawczym dla silników spalinowych
tlokowych o zaplonie samoczynnym i wtryskiem paliwa za pomoca pompy wtryskowej. Proces spalania plZebiega poczatkowo praWie przy stalej objetoSci, a nastepnie
prawie przy stalym cisnieniu. Cecha charakterystyczna tego Obiegu jest doprowadzenie ciepla czesciowo przy stalej objetosci i czesciowo przy stalym cisnieniu.
Sprawnosc termiczna obiegu rosnie ze wzrostem stopnia kompresji, stopnia izochorycznego wzrostu cisnienia i stosunku ciepel INlasciwychl natomiast maleje ze
wzrostem stopnia obciatenia.
22, Obieg Otto. Dla AV, = AV" q>= 1 obieg Sabathe przechodzi w obieg Otto o sprawnosci technicznej: 'lm = 1 - 1/E"'. SprawnoSC techniczna tego obiegu rosnie ze
wzrostem stopnia kompresji, oraz stosunkiem ciepel wlasciwych, nie zalezy natomiast od izochorycznego wzrostu cisnienia iod ilosci doprowadzonego cisnienia, wiec i
od obciatenia silnika. Stopien kompresji teoretycznie moze dowolne wartosci wieksze od jednosci. W praktyce jest ograniczony od góry sklonnoscia paliwa do spalania
detonacyjnego. Obieg Otto jest obiegiem porównawczym dla silników spalinowych tlokowych o zaplonie iskrowym.
23. Obteg Diesla. Dla p, = p" a = 1 obieg Sabathe przechodzi w obieg Diesla o sprawnosci termicznej: 'lm = 1 - 1/KE""(q>' -1)/(q> - 1). Sprawnosc termiczna obiegu
Diesla rosnie zE>wzrostem stopnia kompresji oraz stosunku Ciepel wiasciwych, maleje natomiast ze wzrostem obciaZenia silnika. SprawnoSC termiczna obiegu Diesla
jest mniejsza od sprawnosci termicznej obiegu Otto o tym samym stopniu kompresji. Poniewaz w silnikach o zaplonie samoczynnym sa stosowane .z:nacznie wyzSle
stopnie kompresji (14+22) niz w silnikach o ZI (7,5+8,5) wiec sprawnosci termiczne obiegu Diesla odpowiadajace rzeczywistym konstrukcjom sa wyzsze od sprawnosci
obiegu Otto.
24. Przebiegi sprezania w sprezarkach tlokowych. Podstawowa wieikoscia charakteryzujaca sprezarki (dmuchawy, wentylatory) jest sprez: lT = p,lp.,. Sprezanie
gazów odbywa sie w wentylatorach (lT" 1,1), dmuchawach (lT < 3) I sprezal1<ach (lT > 3).CeI sprezania gazów: 1) osiagniecie wysokiego cisnienia gazu w obiegu
termodynamicznym, 2) osiagniecie duzej gestosci gazu (magazynowanie, przetlaczanie), 3) osiagniecie podwyzszonej temperatury sprezonego czynnika (obleg
chlodniczy, grzejny). Typy sprezarek: 1) wyporowe -tlokowe, membranowe, rotacyjne, srubowe Rootse, 2) dynamiczne - wirnikowe osiowe i promieniowe. Sprezarki sa
jedno i wielostopniowe. Teoretyczny proces sprezania obejmuje zasysanie gazu do sprezarki przy stalym cisnieniu, polltropowe sprezanie, wytlaczanie gazu przy
stalym cisnieniu. przy pominieciu zmian energii kinetycznej gazu przed i za sprezarka wirowa oraz d%ialan przestrzeni szkodliwej w sprezarce tlokowej praca teoretyczna
potrzebna do sprezania odpowiada pracy technicznej. Bezwzgledna wartosc pracy sprezania rosnie ze wzrostE>mwykladnika palitropy sprezania, a najmniejsza
bezwzgledna wartosc pracy spreZ3nia odpowiada sprezaniu izotermicznemu. Jest to jedna z przyczyn chlodzenia gazu w procesie sprezania. Bezwzgledna wartosc
pracy technicznej wynosi dla sprezania GO: 1} izotermicznego: ILtn.51~ pNtln(p"P1), 2) politropowego: 1L.n1.2=l (nin - 1)·p,V,[(p';p.)'n.'In) -1], 3) izentropowego: 1L",,51
= Hs - H. = (KlK - 1},p, V,[(p,!p.)'" .~) - 1]. Bezwzgledna wartosc ciepla odprowadzanego od sprezanego gazu rosnie ze wzrostem sprezu I zmniejszeniem wykladnika
polilropy: IQn•.,1= mC'I!(K - n/n - 1)T,[(p,/p.),n-'/n) - 1]. Najwiecej ciepla odprowadza sie przy sprezaniu izotermicznym: IQn.51 = p,V,in(P';p,). Przy malych sprezach nie
ma potrzeby stosowania chlodzenia. przy duzych sprezach stosuje sie sprezanie wielostopniowe z chlodzeniem miedzystopniowym co nie tylko obntza temperature
konca sprezania lecz równiez powoduje zmniejszenie pracy potrzebnej do sprezania danej Iiosci czynnika.
25. Przebieg sprezania w sprezarkach tlokowych rzeczywistych. RZE>CZywisterozwiazania konstrukcyjne sprezarek tlokowych nie zezwalaja na wytloczenie calej
ilosci sprezonego czynnika z cylindra sprezarki. Nawet przy skrajnym polozeniu tloka musi Istniec ze wzgledu na niebezpieczE>nstwo uderzenia tloka w glowice odstep
miedzy glowica cylindra a tlokiem. Rozrzad sprezarki sterujacy doplywem i odplywem gazu z cylindra zawiera zawsze przestrzenie polaczone z cylindrem. Przestrzenie
te tworza tzw. przestrzen szkodliwa o objetosci Vo, z której czynnik sprezony nie moze byc wytloczony, a przy powrocie ruchu tlDka rozpreza sie czynnik zawarty w
przestrzeni szkodliwej, co powoduje zmniejszenie ilosci zasysanego czynnika. zasysanie zaczyna sie dopiero gdy cisnienie rozprezonego czynnika staje sie równe
Cisnieniu zasysania. Przestrzen szkodliwa charakteryzowana jest wzgledna wartoScia przestlZeni szkodliwej: to = VrJV" gdzie V, = V. - V•. Stosunek objetosci czynnika
zasysanej do cylindra do pojemnosci skokowej jest sprawnoscia WOlumetryczna: r'\V = 1 + €.o- VJ'V3. Sprawnosc wolumetryczna maleje ze wzrostem wzglednej wartosci
ptzestrzeni szkodliwej i stosunku cisnienia konca sprezania do cisnienia poczatku sprezania, natomiast rosnie ze wzrostem wykladnika politropy, Dodatkowe wahania
cisnienia podczas napelniania iopróz:niania cylindra wiata sie z drganiami zaworów lub drganiami gazu w przewodach. wówczas: l1v = aNSo, gdzie a odczytuje sie z
wykresu indykatorowego.
26. Gaz rzeczywisty. Równanie stanu gazów rzeczywistych mozna plZedstawic w postaci rozwiniecia wirialnego: z = pAV/RT = 1 + B(T)/AV + C(T)/A\/, + O(T)/'V' + .u
= 1 + pB(T) + p'C(T) + p'D(T) + u', gdzie B - oddzialywanie na odleglosci miedzy dwoma czastE>CZkami,C - miedzy trzema, D - czterema. Wartosci wspólczynników (B,
C, D) zaleza od stanu rozrzedzenia gazów. Wynika to stad, za sIly miedzy czasteczkami gazu rzeczywistego zaleza do odleglosci miedzy nimi. Sily odpychania
wytwarzaja wokól czasteczki przestrzen, do której nie przenikaja inne czastE>CZki.Przy jednakowych temperaturach liczba zderzen czasteczek gazu rzeczywistego jest
wieksza od llczby zderzen czasteczek gazu doskonalego, a cisnienie gazu rzeczywistego jest wieksze niz cisnienie gazu doskonalego w tych samych warunkach. Sily
przyciagania miedzy czasteczkami przeciwdzialaja ekspansji przez zmniejszenie cisnienia gazu o wielkosc aJA'J2, gdzie a M wspólczynnik kohezji. Cisnienie gazu
rzE>CZywistego:p = (RnT/AV - b) - aJA\/" gdzie Rn - umowna stala gazowa. Równanie Van der Waalsa dokladniej opisuje stan gazu niz równanie stanu gazów
doskonalych, jednak w poblizu stanu skraplania I przy wysokich temperaturach otrzymuje sie duze bledy wynikajace z asocjacji lub dysocjacji czastek: AV3" [b + RnT/p]
AV2 + (aJp)AV - ab/p = OStopien scisliwosci w stanie krytycznym: Zk = 3/8.
27. Wytwarzanie pary wodnej przy stalym cisnieniu. Parowanie cieczy moze odbywac sie na powierzchni iub wewnatrz cieczy w postaci wrzenia przy temperaturze,
która zalezy od cisnienia i rodzaju cieczy. Para o temperatulZe wlZaC8j cieczy zwanej temperatura nasycenia nazywana jest para nasycona sucha. Mieszanina pary
nasyconej suchej z wrzaca ciecza jest para wilgotna. Para o temperaturze wyzszej od temperatury nasycenia przy tym samym cisnieniu jest nazywana para przegrzana.
Etapy wytwarzania pary wodnej przy stalym cisnieniu: 1) OglZewanie cieczy az do temperalury nasycenia i temperatury, w której pojawiaja sie pierwsze pecherzyki
pary, 2) para nasycona sucha - po pelnym odparowaniu cieczy powstaje para nasycona sucha o tej samej temperaturze co wrzaca ciecz, 3) para wilgotna ~mieszanina
pary nasyconej suchej i wrzacej cieczy o tym samym cisnieniu i temperaturze, 4) para przegrzana ~ doprowadzenie ciepla przy stalym cisnieniu do pary wilgotnej
prowadzi do powstania pary nasyconej suchej, a nastepnie pary przegrzanej. Entalpia parowania maleje w miare wzrostu temperatury istaje sie równa zeru w stanie
krytycznym. Stopien suchosci jest stosunkiem masy pary nasyconej suchej m" do masy pary wilgotnej m,.: x = m"/m,.
28. Para wilgotna jest to mieszanina pary nasyconej suchej I wrzacej cieczy Otym samym cisnieniu a zatem o tej samej temperatUlZe. Stopien suchosci jest
stosunkiem masy pary nasyconej suchej m" do masy pary wilgotnej m,.: x = m"/m,.. ParametrY pary wilgotnej oznaczane sa dolnym indeksem x i obliczane z parametrów
Cieczy w stanie wrzenia oraz parametrów pary nasyconej suchej przy tym samym cisnieniu: Y, = (1 - xlv' + xv" = v' + x(v" - v'), h, = (1 - x)h' + <h" ...
genergetyka