3.2. A termodinamika első főtétele

Az előadások a következő témára: "3.2. A termodinamika első főtétele"— Előadás másolata:

1 3.2. A termodinamika első főtétele
Az energia megmaradásának törvénye A belsőenergia értelmezése Az I. főtétel zárt rendszerre Az I. főtétel mozgó rendszerre A nyitott rendszer munkája Az I. főtétel nyitott rendszerre

2 Az első főtétel lényege
A rendszerben tárolt energia mennyiségét csak a falon keresztüljutó munka, hő, és/vagy az anyag által átvitt energia változtatja meg. A tárolt energia extenziv állapotjelző. U=U(állapotjelzők)=U(T,V)=U( , ) Munka Hő Hő Anyag

3 A belsőenergia összetevői
A molekulák kinetikus energiája Haladó mozgás Forgó mozgás Rezgés A molekulák potenciális energiája A kémiai kötések energiája Atomszerkezeti energiák

4 3.2.1. Az I. főtétel nyugvó zárt rendszerre
U2(T2,V2)-U1 (T1,V1)=Q12+L12 T 2 1 Q12 S p V 1 2 L12 p2 p1 V1 V2

5 3.2.2. Az első főtétel mozgó zárt rendszerre
 E = U+1/2mw2+mgz Q12 U2-U1+1/2m(w22-w21)+mg(z2-z1) = Q12+L12 u2-u1+1/2 (w22-w21)+g(z2-z1) = q12+l12

6 3.2.3. Nyitott rendszerek 1 állapotú 2 állapotú belépő közeg
p1, T1, V1, m p2, T2, V2, m 1 állapotú belépő közeg 2 állapotú kilépő közeg Q12

7 Stacionárius a nyitott rendszer ha:
A be és kilépő tömegáram állandó A be és kilépő tömegáram egymással egyenlő Az állapotjelzők időben állandók A kölcsönhatások intenzitása időben állandó

8 Belépési v. betolási munka:
A stac. nyitott rendszer munkája három részmunkából tevődik össze A/ Belépési munka 1 állapotú közeg 1 állapotú közeg V1 p Belépési v. betolási munka: Lbe=-p1V1 p 1 Lbe V

9 B/ A zárt rendszer fizikai munkája
2 állapotú közeg 1 állapotú közeg 2 1 V1 p 2 p L12f=-pdV 1 L12f V

10 C/ Kilépési munka Lki=p2V2 2 1 p 2 p Lki V 1 2 állapotú 2 állapotú
közeg 2 állapotú közeg 2 1 p 2 p Lki=p2V2 Lki 1 V

11 A stac. nyitott rendszer munkája tehát:
L12=Lbe+L12f+Lki A stac. nyitott rendszer munkája a technikai munka L12t=p2V2- pdV-p1V1

12 p 2 p 1 V L12t=Lbe+L12f+Lki= Vdp

13 3.2.4. Az első főtétel nyitott rendszerre
1 2 Q E1+ p1V1+L12t+Q12=E2+p2V2 1/2mw12+mgz1+U1+p1V1+ L12t+Q12= 1/2mw22+mgz2+U2 +p2V2 1/2mw12+mgz1+H1+ L12t+Q12= 1/2mw22+mgz2+H2 1/2w12+gz1+h1+ l12t+q12= 1/2w22+gz2+h2 H2 - H1 = L12t+Q12 h2-h1=l12t+q12

14 3.2.5. A fajhő Definició: dq=c dT ha v=áll. cv = (du/dT)v ha p =áll.
(du=dq+dl; dh=du+dpv) ha v=áll. dl=0, dq= du=cv dT cv = (du/dT)v ha p =áll. dl=-p dv, dq= du+ p dv =dh =cp dT cp= (dh/dT)p

15 #