De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

THERMODYNAMICA Hoofdstuk 1 + 2 ing. Patrick Pilat lic. Dirk Willem.

Verwante presentaties


Presentatie over: "THERMODYNAMICA Hoofdstuk 1 + 2 ing. Patrick Pilat lic. Dirk Willem."— Transcript van de presentatie:

1 THERMODYNAMICA Hoofdstuk ing. Patrick Pilat lic. Dirk Willem

2 Algemene begrippen Belang van thermodynamica: - CV - Menselijk lichaam (comforteisen) - Verbrandingsmotoren, turbines … - Huishoudtoestellen (frigo, dvd-speler, pc …) - Ontwerpen van machines (afmetingen, materiaal,  T …) -…-… Inleiding

3 Thermodynamica Thermodynamica  energie-wisseling  energieoverdracht Energiebron nuttige energie Inleiding brandstof zon wind (kin.energ.) Waterenergie (pot. energ.) Nucleaire energie elektriciteit mechanische beweging warmte

4 Thermodynamica Enkele voorbeelden van energieomzettingen 1. Waterkrachtcentrale: potentiële energie watermassa → waterturbine → elek. en. Inleiding

5 Thermodynamica Enkele voorbeelden van energieomzettingen 2. Klassieke thermische centrale: verbrandingswarmte → water naar stoom → stoomturbine→ elektrische energie Inleiding

6 Thermodynamica Enkele voorbeelden van energieomzettingen 3. Kerncentrale: nucleaire energie → warmte → stoomproductie → elek. en. Inleiding

7 Thermodynamica Enkele voorbeelden van energieomzettingen 4. Windmolen: kin. energie wind → elektrische energie Inleiding

8 Thermodynamica Enkele voorbeelden van energieomzettingen 5. Zonnecentrale: zonne-energie→ elektrische energie Inleiding Planta Solar 10, Sanlucar la Mayor, Spanje: 11 MW

9 Algemene begrippen StelselOmgevingbegrenzing Inleiding begrippen gas T, p … Beïnvloeden elkaar

10 Algemene begrippen Open en gesloten systeem Inleiding begrippen energietransport massatransport GESLOTEN systeem OPEN systeem

11 Algemene begrippen Open en gesloten systeem Inleiding begrippen

12 Potentiële energie kinetische energie Algemene begrippen Energie ?  capaciteit om arbeid te verrichten  BEHOUD VAN ENERGIE (1 ste Hoofdwet v/d thermodynamica) energie in een stelsel kan op ≠ manieren opgeslagen worden Inleiding begrippen transformeren transporteren Arbeid en/of warmte

13 Algemene begrippen Energie ? Energie  transformeren Inleiding begrippen E pot E kin E pot

14 Algemene begrippen Energie ? Energie  transformeren  transporteren Inleiding begrippen E pot E kin E pot Wrijving  Warmte naar omgeving E pot

15 Algemene begrippen Energie ? Energiebezit  macroscopische energie  microscopische energie (niet zichtbaar) E tot = E kin + E pot + U [kJ of J] Inleiding begrippen

16 Algemene begrippen Energie ? Energiebezit  macroscopische energie  microscopische energie (niet zichtbaar) e tot = e kin + e pot + u e tot = E tot / m [kJ/kg of J/kg] Inleiding begrippen

17 Algemene begrippen Energie ? Energiebezit  macroscopische energie  microscopische energie (niet zichtbaar) = inwendige energie vb’n ∆U: - verwarmen van een voorwerp - samendrukken van een gas Inleiding begrippen

18 Algemene begrippen Energie ? Energiebezit Energietransport  WARMTE Inleiding begrippen

19 Algemene begrippen Energie ? Energiebezit Energietransport  WARMTE (Q of q) Inleiding begrippen uitwisseling t.g.v.  T Men kan nooit zeggen dat een systeem een hoeveelheid warmte bezit  systeem bezit een hoeveelheid energie die men kan overdragen in de vorm van warmte Toestandsverandering  adiabatisch (Q = 0)  isothermisch (T = cte)

20 Algemene begrippen Energie ? Energiebezit Energietransport  WARMTE Q (in J) q = Q / m (in J/kg) (in W of kW) Inleiding begrippen stelsel Q+Q+ Q-Q-

21 Algemene begrippen Energie ? Energiebezit Energietransport  WARMTE (Q of q)  ARBEID (W) elektrische arbeid: W e = U.I.  T mechanische arbeid: W = ∫ F.ds arbeid van een veer: W veer = ½. k. (x 2 ² - x 1 ²) Volumearbeid: W V = afh. van toestandsverandering Inleiding begrippen

22 Algemene begrippen Energie ? Energiebezit Energietransport  WARMTE (Q of q)  ARBEID (W) Inleiding begrippen

23 Algemene begrippen Energie ? Energiebezit Energietransport  WARMTE (Q of q)  ARBEID (W) Inleiding begrippen stelsel W-W- W+W+ Q en W zijn energie-interacties tussen stelsel en omgeving. Stelsel kan energie bezitten maar GEEN Q en/of W

24 Toestand van stelsels Toestandsgrootheden:  waarnemingen op macroscopische verschijnselen  zijn meetbaar (m, V, T, p) Twee soorten toestandsgrootheden:  Intensieve toestandsgrootheid: onafhankelijk van de grootte van het stelsel (p, T, u, …)  Extensieve toestandsgrootheid: afhankelijk van de grootte van het stelsel (V, U, …) Inleiding begrippen Toestand van stelsels

25 Toestand van stelsels Toestand van een stelsel: = toestandsgrootheden hebben een welbepaalde waarde  stabiele toestand (evenwichtstoestand)  onstabiele toestand Toestandsverandering: wijziging van 1 of meerdere toestandsgrootheden Inleiding begrippen Toestand van stelsels

26 Algemene begrippen Toestandsverandering: Inleiding begrippen Toestand van stelsels m = 2 kg °t 1 = 20°C V 1 = 1,5 m³ m = 2 kg °t 1 = 20°C V 1 = 2,5 m³

27 Algemene begrippen Bijzondere toestandsverandering: T = cte (isotherme toestandsverandering) P = cte (isobare toestandsverandering) V = cte (isochore toestandsverandering) Q = 0 (adiabatische toestandsverandering) ! Isotherm niet verwarren met adiabaat ! Inleiding begrippen Toestand van stelsels

28 Algemene begrippen Evenwichtige of quasi-statische toestandsverandering Begintoestand eindtoestand Inleiding begrippen Toestand van stelsels Niet in evenwicht evenwicht toestandsverandering

29 Algemene begrippen Voorbeeld Inleiding begrippen Toestand van stelsels massa toestand 1 toestand 2

30 Algemene begrippen Voorbeeld Inleiding begrippen Toestand van stelsels p V en 2 zijn evenwichtstoestanden niet evenwichtige toestandsverandering

31 Algemene begrippen Voorbeeld Inleiding begrippen Toestand van stelsels p V 1 2 evenwichtige toestandsverandering

32 Algemene begrippen Reversibele toestandsveranderingen = omkeerbare toestandsverandering die evenwichtig verloopt voorwaarden: evenwichtig + wrijvingsloos perfect omkeerbare toestandsverandering (wrijvingsloos) = praktisch nooit mogelijk Inleiding begrippen Toestand van stelsels

33 Algemene begrippen Geïsoleerd stelsel = geïsoleerd van invloeden van de omgeving (Q = 0, W = 0)  toestandsverandering door onevenwicht ≠ thermisch geïsoleerd stelsel (Q = 0) Inleiding begrippen Toestand van stelsels

34 Algemene begrippen Soortelijke warmte = hoeveelheid energie om 1kg van een stof 1°C te laten ↑ c = afh. van T en p Inleiding begrippen Toestand van stelsels

35 Algemene begrippen Soortelijke warmte = hoeveelheid energie om 1kg van een stof 1°C te laten ↑ c = afh. van T en p afh. van de soort warmtetoevoer  c p of c v Inleiding begrippen Toestand van stelsels Bij cte p wordt W geleverd  c p > c v

36 Algemene begrippen Ideale gassen voor alle gassen met voldoende lage   eenvoudig verband tussen p, v en T  ideale gassen (specifieke voorwaarden) Toestandsverandering  eenvoudig verband: p. V = n.R u.T (R u : universele gasconstante) stelsel met m kg ideaal gas  p. V = (m/M).R u. T (M: molaire massa) p. V = m.R.T (R = R u /M : specifieke gasconstante) Inleiding begrippen Toestand van stelsels

37 Algemene begrippen Ideale gassen stelsel met m kg ideaal gas p. V = m.R.T (R : specifieke gasconstante) specifiek volume: v = V/m (in m³/kg)  p. v = R.T Inleiding begrippen Toestand van stelsels

38 Algemene begrippen Oefeningen: Hoe lang duurt het om 1 liter water van 60°C door middel van een waterkoker (1000W) te laten koken? C H 2 O = 4,185 kJ/kg.K Inleiding begrippen Toestand van stelsels

39 Algemene begrippen Oefeningen: Wanneer je 50 liter water van 40°C mengt met 150 liter water van 80°C. Wat is dan de temperatuur van het gemengd water? Inleiding begrippen Toestand van stelsels

40 Algemene begrippen Oefeningen: We koelen een stalen blok (3 kg) van 650°C in een oliebad (100kg, 10°C) af. De temperatuur van de olie stijgt met 6°C. C staal = 0,5 kJ/kg.K C olie ? Inleiding begrippen Toestand van stelsels

41 Algemene begrippen Oefeningen: Een compressor zuigt lucht aan op een druk gelijk aan 1 atm. Tijdens de compressie van de aangezogen lucht blijft de temperatuur 27°C, maar het volume wordt 5X kleiner. Wat is het einddruk van de lucht en hoeveel duidt de manometer aan van de compressor. (opl. 4,052 bar) Inleiding begrippen Toestand van stelsels


Download ppt "THERMODYNAMICA Hoofdstuk 1 + 2 ing. Patrick Pilat lic. Dirk Willem."

Verwante presentaties


Ads door Google