Creeaza.com - informatii profesionale despre


Simplitatea lucrurilor complicate - Referate profesionale unice



Acasa » referate » fizica
Lucrul mecanic si caldura

Lucrul mecanic si caldura





Lucrul mecanic si caldura

            Lucrul mecanic si caldura sunt forme prin care are loc schimbul de energie, fiind parametri de proces, avand sens doar in legatura cu desfasurarea unui proces de schimb de energie; nu se poate vorbi de lucrul mecanic sau cantitatea de caldura ale unui corp intr-o anumita stare de echilibru termodinamic. Ca urmare, nici lucrul mecanic si nici caldura nu sunt parametri de stare.

            Prin conventie, caldura primita de catre corp are semn pozitiv, iar caldura cedata este negativa; lucrul mecanic produs este pozitiv, iar lucrul mecanic consumat este negativ.

            1. Lucrul mecanic corespunzator variatiei de volum


            Este lucrul mecanic efectuat sau consumat de catre corpurile in stare gazoasa sub actiunea unor forte de presiune.

            Sa consideram un cilindru, inchis de un piston mobil (fig. 1.3a), in interiorul caruia se gaseste gaz. Intr-un interval de timp infinit mic deplasam pistonul pe distanta dx; lucrul mecanic elementar corespunzator deplasarii pistonului va fi:

,

in care F este forta ce actioneaza asupra pistonului.

a)

b)

Fig. 1.3 – Determinarea lucrului mecanic corespunzator variatiei de volum

            Variatia de volum a gazului va fi:

,

unde A este aria pistonului.

            Din cele doua relatii rezuta:

,

relatie care reprezinta lucrul mecanic elementar corespunzator variatiei de volum.

            Reprezentand procesul in diagrama presiune – volum (p – V, fig. 1.3b), lucrul mecanic corespunzator variatiei de volum la trecerea din starea (1) in starea (2) va fi:

si este proportional cu aria suprafetei delimitate de curba ce reprezinta procesul si de axa orizontala a sistemului de coordonate (a-1-2-b).

            Folosind marimile specifice (l = L/m, v = V/m, in care m este masa gazului), lucrul mecanic corespunzator variatiei de volum va fi:

.

            Pentru calculul lucrului mecanic corespunzator variatiei de volum este necesar sa se cunoasca legea de variatie a presiunii.

            2. Lucrul mecanic de deplasare (dislocare)

            Reprezinta lucrul mecanic necesar deplasarii unui volum de fluid printr-o conducta, dintr-o pozitie data pana in pozitia imediat urmatoare, in conditii de presiune constanta.

            Consideram o conducta prin care circula un gaz (fig. 1.4); sectiunile (I) si (II) delimiteaza o portiune ce contine o anumita cantitate de fluid, care se deplaseaza pe distanta (x), astfel incat (I) ajunge in (II) si (II) ajunge in (III). Lucrul mecanic pentru deplasarea gazului va fi:

,

unde V este volumul de gaz, iar A este aria sectiunii conductei.

Fig. 1.4 – Calculul lucrului mecanic de deplasare

            Tinand cont ca p = F/A, rezulta lucrul mecanic de deplasare:

 sau .

            Diferentiind relatia lucrului mecanic de deplasare obtinem:

            Lucrul mecanic de deplasare este cedat fiecarui volum de fluid de catre fluidul din conducta aflat in spatele sau, ce actioneaza ca un piston; volumul considerat de fluid consuma acest lucru mecanic pentru deplasarea fluidului din fata sa. In cazul intrarii fluidului intr-un rezervor (sau masina) la presiune constanta, lucrul mecanic de deplasare se adauga la energia fluidului din rezervor.

            3. Lucrul mecanic tehnic

            Lucrul mecanic tehnic (denumit si lucru mecanic util exterior) este lucrul mecanic produs de catre o masina termica; masina termica transforma caldura fluidului de lucru in lucru mecanic.



            4. Caldura

            Caldura reprezinta o forma de transfer de energie intre corpuri cu stari termice diferite. In general schimbul de energie sub forma de caldura este insotit de modificarea temperaturii corpurilor (caldura sensibila);  caldura latenta duce la schimbarea starii de agregare a corpurilor.

            Cantitatea de caldura sensibila schimbata de un corp cu mediul exterior intr-o transformare in care temperatura acestuia sufera o variatie infinit mica este data de relatia:

,

in care m este masa corpului [kg], c este caldura specifica [J/kg×K], iar dT este variatia de temperatura [K].

            Cantitatea de caldura schimbata intr-un proces termodinamic va fi:

,

sau

.

            Cantitatea de caldura primita este pozitiva deoarece conduce la cresterea temperaturii corpului (dt>0), iar cantitatea de caldura cedata este negativa, ducand la scaderea temperaturii corpului.

            Caldura specifica a unui fluid reprezinta cantitatea de caldura necesara cresterii cu un grad a temperaturii unui kilogram de substanta sau a unui kilomol*. Valoarea caldurii specifice a gazelor depinde de modul in care se desfasoara procesul de incalzite sau racire; astfel caldura specifica este mai mare pentru procesele ce au loc la presiune constanta decat pentru procesele ce au loc la volum constant (cp > cv). Raportul celor doua calduri specifice se numeste exponent adiabatic k:

.

            Pentru gaze, caldura specifica variaza cu temperatura (fig. 1.5); in mod obisnuit se utilizeaza relatii polinomiale pentru a exprima dependenta de temperatura a caldurii specifice:

,

unde t este temperatura, iar a, b, d sunt coeficienti care depind de natura gazului si de intervalul de temperatura pentru care se dezvolta calculele.

Fig. 1.5 – Variatia in functie de temperatura a caldurii specifice molare la presiune constanta

1-oxigen;

2-azot;

3-azot atmosferic;

4-aer;

5-hidrogen;

6-oxid de carbon;

7-oxid de azot;

8-gaz OH.



* kilomolul (kmol) reprezint cantitatea de substan] a crei mas, exprimat `n kilograme, este numeric egal cu masa atomic relativ.









Politica de confidentialitate

.com Copyright © 2019 - Toate drepturile rezervate.
Toate documentele au caracter informativ cu scop educational.


Proiecte

vezi toate proiectele
 PROIECT DE LECTIE Clasa: I Matematica - Adunarea si scaderea numerelor naturale de la 0 la 30, fara trecere peste ordin
 Proiect didactic Grupa: mijlocie - Consolidarea mersului in echilibru pe o linie trasata pe sol (30 cm)
 Redresor electronic automat pentru incarcarea bateriilor auto - proiect atestat
 Proiectarea instalatiilor de alimentare ale motoarelor cu aprindere prin scanteie cu carburator

Lucrari de diploma

vezi toate lucrarile de diploma
 Lucrare de diploma - eritrodermia psoriazica
 ACTIUNEA DIPLOMATICA A ROMANIEI LA CONFERINTA DE PACE DE LA PARIS (1946-1947)
 Proiect diploma Finante Banci - REALIZAREA INSPECTIEI FISCALE LA O SOCIETATE COMERCIALA
 Lucrare de diploma managementul firmei “diagnosticul si evaluarea firmei”

Lucrari licenta

vezi toate lucrarile de licenta
 CONTABILITATEA FINANCIARA TESTE GRILA LICENTA
 LUCRARE DE LICENTA - FACULTATEA DE EDUCATIE FIZICA SI SPORT
 Lucrare de licenta stiintele naturii siecologie - 'surse de poluare a clisurii dunarii”
 LUCRARE DE LICENTA - Gestiunea stocurilor de materii prime si materiale

Lucrari doctorat

vezi toate lucrarile de doctorat
 Doctorat - Modele dinamice de simulare ale accidentelor rutiere produse intre autovehicul si pieton
 Diagnosticul ecografic in unele afectiuni gastroduodenale si hepatobiliare la animalele de companie - TEZA DE DOCTORAT
 LUCRARE DE DOCTORAT ZOOTEHNIE - AMELIORARE - Estimarea valorii economice a caracterelor din obiectivul ameliorarii intr-o linie materna de porcine

Proiecte de atestat

vezi toate proiectele de atestat
 Proiect atestat informatica- Tehnician operator tehnica de calcul - Unitati de Stocare
 LUCRARE DE ATESTAT ELECTRONIST - TEHNICA DE CALCUL - Placa de baza
 ATESTAT PROFESIONAL LA INFORMATICA - programare FoxPro for Windows
 Proiect atestat tehnician in turism - carnaval la venezia

Miscarea Hagen-Poiseuille
Δ H pentru formarea si desfacerea legaturilor chimice
CURGEREA TURBULENTA
OSCILATORUL MECANIC
Ecuatia microscopica a miscarii fluidelor perfecte
Dinamica sistemelor de puncte materiale
Determinarea pozitiei si a traiectoriei unui punct material
TRANSFORMAREA CALDURII IN LUCRU MECANIC CU AJUTORUL CICLURILOR; CICLUL CARNOT



Termeni si conditii
Contact
Creeaza si tu