dh=dq-dw t =dq+v*dpM16/1 dp=0 esetben dh=dq mivel dq =c p (T)dT (ideális gáz esetén c p =c p (T) ) 1 2 dh= 1 2 c p dT h 2 -h 1 =c p (T 2 -T 1 ) h 2 =c p (T 2 -T 1 )+h 1
Belső energia és entalpia alkalmazási esetei a.,adiabatikus munka dq=0 a.1.zárt rendszerek du=dq-dw dw= - du 1 2 dw= du =- c v 1 2 dT w 12 =u 1 -u 2 =c v (T 1 -T 2 ) Expanzionál: u 1 -u 2 pozitív Kompressziónál: u 1 -u 2 negatív M16/2
a.2.,Nyitott rendszerek dh=dq-dw t dq=0 dw t = - dh 1 2 dw t = dh = c p dT w t1/2 = h 1 -h 2 =-c p (T 2 -T 1 )=c p (T 1 -T 2 ) M16/3
Hőközlés,hőelvonás: 6.1 Állandó térfogaton (izochor) dv=0 v=állandó dq=du+dw =du+pdv -Q +Q dw fiz. =0 q 1/2 =u 2 -u 1 =c v (T 2 -T 1 ) p 2 2 T 2 J/kg p 1 1 +q közölt hő(+Q) T 1 v v -q elvont hő(-Q) p
6.2 Állandó nyomáson(izobár) M17/2 p=áll dp=0 dq=du+dw=du+pdv 1 2 dq= 1 2 du+ 1 2 pdv q 1/2 =u 2 -u 1 +p(v 2 -v 1 ) p 1 T 1 v 1 Felírható q 1/2 =(u 2 +pv 2 )-(u 1 +pv 1 ) p p 1 T 2 v 2 q 1/2 =h 2 -h 1 =c p (T 2 -T 1 ) Zárt rendszereknél a hőmennyiség 1 -Q 2 T 2 a belső energia változását és mun- +Q kavégzést biztosítja. T 1 v
Állandó nyomáson közölt(vagy elvont) hőmennyi- ség a végső és kezdeti entalpiák különbségeként számítható. Nyitott rendszerben dp=0 esetén a technikai munka w t =0 p Emlékeztetőül előzőkben láttuk,hogy p 1 w t = - p1 p2 vdp h=h(T,p) p 2 M17/3 v 1 v 2 v
Termodinamika II.főtétele: A tapasztalat szerint az I. főtétel nem elegendő a termodinamikai jelenségek leírásához. Sok folyamat melyet az első főtétel megenged, nem valósítható meg a természetben. dq=du+dw Vizsgáljuk meg a termodinamikai folyamatokat: -reverzibilis -inreverzibilis M18/1
Reverzibilis folyamatok vagy megfordítható folya- matok lefolytatása után a rendszerrel a folyamatot ellenkező irányba hajtva végre, visszaáll az eredeti állapot, azaz sem a rendszerben sem a környezet- bennem jöttek létre az eredeti állapothoz képest változások.M18/2
Irreverzibilisnek vagy meg nem fordíthatónak ne- vezünk egy olyan folyamatot, melynek lefolyta- tása után a rendszert eredeti állapotába nem tudjuk úgy visszavinni, hogy a rendszerben vagy környe- zetében ne jöjjön létre az eredeti állapothoz képest változás. M18/3
A természetben lejátszódó folyamatok általában ir- reverzibilisek. Pl., 1., izzó vasat vízbe tesszük lehűl - a víz lehűlésénél a vas nem melegszik fel. 2., -Adiabatikus rendszerben (szigetelt) A keverő mechanikai munkájától víz fel - melegszik (súrlódás) -a folyadék lehűlése a lapátokat nem forgat- ja.M19/1
Az I.főtétel szerint ez megengedett - a rendszer energiája nem változott ill. a mechanikai munka teljes egészében hővé alakul. dQ=0 dW= - dU Első esetben CLAUSIUS fogalmazta meg a II.főté- telt. A hőmennyiség alacsonyabb hőmérsékletű helytől magasabb hőmérsékletű helyre magától nem megy át M19/2
Ez csak külső munka árán, tehát egy, a környezet- ben létrejövő más változás árán hozható létre. Második eset PLANCH-féle megfogalmazása: Nem lehet olyan periodikusan működő készüléket szerkeszteni, melynek működése kizárólag abból állna, hogy a hőtartály hőtartalmát teljes egészében mechanikai munkává alakítja át ( másodfokú perpétum mobile) M19/3
A reverzibilis és irreverzibilis folyamat M20/1 szemléltetésére vizsgáljunk egy zárt adiabatikus rendszert. dq=0 -du=dw ad - 1 2 du= 1 2 dw ad -du=pdv u 1 -u 2 =w ad12 ( u/ v) ad = -p ábrázolva u-v kordinátarendszerben U1U3U2U4U1U3U2U4 v 1 v U1U3U2U4U1U3U2U4 P1p2P1p2 V 1 v 2
1., 1-2 görbe veszteségmentes (reverzibilis).Az u 1 -u 2 végpontokhoz tartozó munka a maximális munka.1-3. Veszteséges (inreverzibilis). 2.,Adiabatikus (szigetelt) rendszerben, ha van sur- lódás(pl. a dugattyú és a henger között) a hő a belső energia rovására keletkezik (2-3) Ez a valóságban lejátszódó folyamatok diagramj a. M20/2
A folyamatot 1-2 úton végzett munkával és a fo - lyamat végén a veszteség, v 2 térfogat mellett,kon- centráltan alakul át súrlódási munkává a 2-3 álla- potváltozásnál. u 1 - u 3 = adiabatikus irreverzibilis (nem veszteség mentes munka) Tehát, ha -du=dw=pdv ill. du+pdv=0 reverzi- bilis,veszteségmentes állapotváltozásról van szó. M20/3