Caldura schimbata de sistemul termodinamic cu sursele exterioare este:
δQn=m δqn=m cn dT
n - natura transformarii.
Qn=m qn=m cn ΔT
unde qn este caldura schimbata de 1kg de fluid (J/kg).
cn - caldura specifica in transformarea n.
Deci caldura specifica reprezinta cantitatea de caldura necesara pentru a ridica temperatura unui kg de substanta cu 1 K.
Cand cantitatea este exprimata in kmoli (sau N m3), C (sau C) are ca unitati:
C 
sau [C]
Relatiile intre ele fiind:
C= C/VM =M c/VM
Prin rezistenta termica Rt
a incinteri se intelege rezistenta pe care incinta o opune trecerii
fluxului termic 
. Se deosebesc
patru cazuri:
1) Incinta are Rt infinit de mare (Rt ); in acest caz sistemul termodinamic este izolat termic fata de sursele exterioare. Aceasta incinta se numeste adiabatica (δQ=0), iar sistemul nu poate efectua decat transformari adiabatice.
2) Incinta are Rt=0; este o incinta de echilibrare a temperaturilor sursei si sistemului termodinamic (ST). In acest caz ST efectueaza numai transformari izotermice. Nu se poate admite o caldura specifica deoarece dT=0. Celelalte cazuri doua cazuri ramase corespund situatiei cand se face schimbul de caldura printr-o incinta cu Rt finita (0<Rt< ). Fluxul de caldura schimbat prin incinta intre sursa exterioara (cu temperatura T0) si ST (cu temperatura T) va fi:
(W)
3) Incinta este perfect rigida (V=ct), deci dV= iar ST executa o transformare izocora:
; (δq)v=cv dT
cv - caldura specifica la volum constant sau caldura specifica izocora.
4) Incinta este perfect elastica si se deformeaza imediat ce exista o diferenta de presiune intre sistem si mediul ambiant; deformarea incintei va avea loc in sensul mentinerii constante a presiunii sistemului termodinamic (egala cu p0 a mediului ambiant). ST executa o transformare izobara:
; (δq)p=cp dT
cp - caldura specifica sub
presiune
Cele patru cazuri studiate mai sus sunt cazuri limita, cand una din caracteristicile incintei (rezistenta termica sau elasticitatea) este nula sau infinita, cealalta fiind finita. Cazul real este acela al caracteristicilor finite, transformarea fiind politropica, notata simbolic cu ''n''.
Pentru sistemul inchis ecuatia primului principiu al termodinamicii(pentru m = 1kg) este:
δq-p dv=du=cv dT
pentru v=ct (dv=0) rezulta:
du=(δq)v=cv dT sau : cv=du/dT
Astfel variatia energiei interne poate fi calculata ca un schimb de caldura sub volum constant, indiferent de natura transformarii. Primul principiu al termodinamicii se mai scrie:
δQ-p dV=m cv dT
Energia interna are rolul unei surse proprii de energie a sistemului. Chiar daca sistemul nu ar primi caldura, el poate ceda energie mecanica in contul micsorarii energiei sale interne. Introducand:(δq)p=cp dT in ecuatia primului principiu al termodinamicii se obtine:
δqp=cv dT+p dv = cp dT
cp=cv+
Pentru p=ct.:p v=r T ; p dv=r dT; 
si rezulta: cp=cv+r
relatie care este cunoscuta ca legea lui Robert Mayer.Se stie ca :
γ - este exponentul adiabatic.
Pentru gaze mono-, bi- si triatomice caldurile specifice (cp si cv) si exponentul adiabatic γ au valori constante doar pentru 00C.
Cunoscand r si γ se calculeaza caldurile specifice masice:
; 
(J/kg K)
Pentru caldurile specifice molare:
C v= 
; Cp 
(J/kmol K)
Calculul caldurilor specifice dupa aceste relatii da rezultate exacte numai pentru gazul perfect. In realitate rezultatele experimentale nu corespund cu cele calculate (pentru 0 oC), deoarece caldurile specifice variaza cu temperatura. Se calculeaza o caldura specifica medie pentru intervalul de temperatura Δt=t2-t1 :
Pentru intervalul de temperatura (0-t) caldura specifica medie este:
reprezentata in Fig. 2.9, unde A, B
si C sunt constante care depind de natura gazului si a transformarii(cp sau cv). Cu valorile
s-au intocmit tabele pentru
principalele gaze tehnice, tabele care pot fi utilizate la calculul
caldurii specifice medii 
.Se poate scrie:
q01=
t1
q02=
t1
q12= q02-q01
(t2-t1)=
t2- t1
Pentru Δt 0 se obtine caldura specifica reala (Fig.2.10) la temperatura t:
; ct=a+b t+c t2
Dar δq=ct dt T q0t=
Deci : A=a ;B=b/2; C=c/3
Relatia lui Robert Mayer si
exponentul γ se scriu astfel:
|
Politica de confidentialitate |
 .com |
Copyright ©
2023 - Toate drepturile rezervate. Toate documentele au caracter informativ cu scop educational. |
| Termeni si conditii |
| Contact |
| Creeaza si tu |
