Ενθαλπία και εντροπία

[Παπαγεωργίου]

λεπτή βελτίωση

 

το μηχανικό έργο παράγεται, δεν ανταλλάσσεται, όπως η θερμότητα.

 

Και επειδή σε κάθε παραγωγή (ροή) ανταλλάσσεται θερμότητα, είναι αδύνατον να μετατρέψουμε μια μορφή ενέργειας σε άλλη, πλην σε θερμική (π.χ. ηλεκτρική σε θερμική), διότι:

 

Εσωτερική ενέργεια είναι κινητική ενέργεια (μεταφοράς, περιστροφής, ταλάντωσης). Όταν μεταβάλλεται ο όγκος (παραγωγή έργου) αναγκαστικά μεταβάλλεται και η κινητική ενέργεια (τουλάχιστον μεταφέρονται φορτία στα νέα όρια).

[CostasV]

Δεκτή η επισήμανση. Η έκφραση "ανταλλαγή μηχανικού έργου" δεν είναι δόκιμη.

[alfie]

-Η ενθαλπία είναι ένα μέγεθος που σχετίζεται με την ενέργεια ενός συστήματος και δεν είναι παρα ένα καθαρά λογιστικό μέγεθος(γι αυτό και δημιουργεί τόση σύγχυση, δεν είναι χειροπιαστό)

 

Η μεταβολή της (ολικής) ενθαλπιας είναι το μηχανικό έργο ανα μονάδα μάζας που αποδίδεται σε ένα σύστημα. Ωστόσο, με το ότι δεν ειναι χειροπιαστό εννοω ότι δεν είναι ένα μέγεθος άμεσα μετρήσιμο (πχ θερμοκρασία πίεση κλπ) ωστόσο βγαίνει λογιστικά απο άλλα, μετρήσιμα μεγέθη.

[Παπαγεωργίου]

Ερώτηση

 

Σε ένα αδιαβατικό χώρο (πες κύλινδρο με έμβολο) έχουμε αέριο (π.χ. Υδρογόνο για να έχουμε δεδομένα) με:

 

Όγκο V=1 m3

πίεση P =101325 Ρα

θερμοκρασία T= 273,15 Κ

πυκνότητά ρ = 0,0899 Kg/m3

μάζα m = ρ V = 0,0899 Kg

k = αδιαβατικός συντελεστής = Cp/Cv = 3,5Rs/2,5 Rs)

 

Η εξωτερική πίεση στο έμβολο (περιβάλλον) είναι P και αρχικά ισορροπεί

 

1. Ποια θα είναι η θερμοκρασία του συστήματος

2. πόσο θα μεταβληθεί ο όγκος και η εντροπία

 

αν προσθέτουμε θερμική ενέργεια Ε1 = 10.000 J

[CostasV]

...αν προσθέτουμε θερμική ενέργεια Ε1 = 10.000 J

 

Πώς θα προσθέσουμε θερμική ενέργεια;

Εφόσον είναι αδιαβατικός ο κύλινδρος, δεν μπορεί να γίνει με μετάδοση θερμότητας.

Αρα, αν υποθέσουμε ότι δεν υπάρχει άλλος τρόπος για μεταφορά ενέργειας (π.χ. θα μπορούσε να υπάρχει ηλεκτρική αντίσταση μέσα στον κύλινδρο) ο μόνος τρόπος είναι με την κίνηση του ίδιου του εμβόλου (συμπίεση).

 

Επειδή δεν λέει ρητά στην εκφώνηση, ότι το έμβολο συμπιέζει το αέριο, ισχύει αυτή η υπόθεση ή όχι;

[Παπαγεωργίου]

Με ηλεκτρική αντίσταση προσθέτουμε θερμική ενέργεια. Θέλουμε να δούμε στο τέλος πόση από αυτήν μπορεί να μετατραπεί σε έργο.

 

Με βάση τα όσα ειπώθηκαν για το θέμα θα πρέπει να υπάρχει απάντηση στην ερώτησή μου. Αντί να διαφωνήσω σε κάποια σημεία (σχ.23), προτείνω την άσκηση, η οποία μπορεί να μας βοηθήσει τόσο στην κατανόηση της θεωρίας (ή των απόψεων), όσο και σε πολλές πρακτικές εφαρμογές, όπως ηλιακός μετατροπέας ισχύος για θέρμανση και ταυτόχρονα αερισμό χώρων (ισχύ ροής).

 

Το έμβολο αφού ισορροπεί δεν πιέζει (μέσα - έξω ίδια πίεση).

[CostasV]

Το αφήνω για 1-2 ημέρες, ώστε εάν κάποιος ορεξάτος φοιτητής (διότι σπανίζουν οι μάχιμοι μηχανολόγοι που ασχολούνται με ενθαλπίες) θέλει, να το αναλάβει...

[alfie]

Το πρώτο που μου έρχεται είναι οτι

E1=Cv*(T2-T)+(P2-P)*S*x

όπου S η διατομή του εμβόλου και χ η μετατόπισή του.

[Παπαγεωργίου]

Το πρώτο που μου έρχεται είναι οτι

E1=Cv*(T2-T)+(P2-P)*S*x

όπου S η διατομή του εμβόλου και χ η μετατόπισή του.

 

1. Από τις μονάδες προκύπτει: Ε1=J, Cv ΔΤ= J/Kg

 

κα αφού η τελική πίεση στο τέλος όσο και η αρχική --> P2-P = 0, άρα J = J/Kg και ΔΤ = Ε1/Cv = 0,97 [K/Kg]

 

2. Σε ποια ερώτηση του προβλήματος απαντάς;

[alfie]

Δε χρησιμοποίησα την ειδική θερμοχωρητικότητα υπο σταθερό όγκο αρα οι μονάδες της δεν είναι J/kg/K αλλά J/K .

Επομένως J=J και επίσης η πίεση θα αυξηθεί αρα P2-P>0

Δεν απαντάω σε κάποιο ερώτημα απλά είναι μια πρώτη σκέψη.