Fundamenty termodynamiki i przemiany termodynamiczne

Ponad 4h teorii i przykładów, które przygotują Cię do kolokwium z przemian. Nauczysz się wyznaczać prace, zmiany energii wewnętrznej i entalpii

Udostępnij:

Ostatnio kupiły: 2 osoby

Czego się nauczysz?

  • Równania Clapeyrona
  • Kalorycznego równania stanu
  • Warunków normalnych, standardowych oraz stanu standardowego i umownego metru sześciennego
  • Pracy bezwzględnej (absolutnej, całkowitej), technicznej i użytecznej oraz pracy właściwej (jednostkowe)
  • I zasadę termodynamiki
  • Energii wewnętrznej i entalpii
  • Zasady ekwipartycji energii
  • Ciepła właściwego przy stałym ciśnieniu i objętości
  • Przemiany politropowej, izotermicznej, izobarycznej, izochorycznej, adiabatycznej, izentropowej
  • Wyznaczania ciepła, pracy i pracy technicznej dla każdej z przemian

Program kursu

Rozwiń wszystko

Całkowity czas: 4:16:57

+ 1. Wstęp 0:01:15

Film wyjaśnia pojęcia takie jak:

- mol substancji

- stała Avogadry i liczba Avogadry

- uniwersalna stała gazowa

- indywidualna stała gazowa

- objętość właściwa i objętość właściwa molowa

- gęstość substancji

- masa molowa substancji

Na przykładzie czterech zadań ukazuje, jak wyznaczyć indywidualną stałą gazową, masę, gęstość gazu czy, też liczbę cząsteczek w systemie w warunkach standardowych. Tłumaczy działania na jednostkach, ich zamiany oraz pojęcie ciśnienia manometrycznego.

W tym zadaniu podany został rodzaj przemiany, ciśnienie początkowe, końcowe i pobrana masa gazu. Używając równania Clapeyrona (równania stanu gazu doskonałego) wyznaczono masę gazu pozostałą.

Film wskazuje podział na warunki normalne fizyczne i techniczne, standardowe, i stan standardowy. Określa wartości ciśnienia, temperatury oraz objętość jaką zajmuje 1 kmol gazu  w określonych warunkach. W przykładach wyznaczono masę molową gazu, określono ilość substancji w kilomolach i umownych metrach sześciennych dla różnych warunków.

W tym zadaniu wyznaczono liczbę kilomoli znajdujących się w umownym metrze sześciennym w warunkach standardowych.

Ten film opisuje czym jest praca bezwzględna (absolutna, całkowita), techniczna i użyteczna. Dla każdego rodzaju pracy dołączony jest wykres p-V, zależność na pracę oraz rysunek. Tłumaczy kiedy praca jest dodatnia, a kiedy ujemna. Rozwiązanych zostało pięć przykładów, zarówno dla rozprężania, jak i sprężania. Działano na wielkościach bezwzględnych, ale też jednostkowych. Podjęto problem wyznaczenia strumienia masy gazu w silniku przepływowym (wyjaśniono działanie takiego silnika wraz ze schematem).

W tym zadaniu gaz rozprężył się odwracalnie według zależności pv=400 . Znany jest związek między objętościami oraz masa gazu. Wyznaczono pracę bezwzględną oraz przedstawiono ją w układzie pracy.

Film opisuje I zasadę termodynamiki oraz energię wewnętrzną i entalpię. Równanie przedstawiono w postaci różniczkowej, różnicowej i bezwzględnej. Zaprezentowano jak przejść z postaci I zasady termodynamiki zawierającej energię wewnętrzną, na tą z entalpią korzystając z definicji pracy technicznej.

Wyprowadzono wzory na energię wewnętrzną i entalpię, korzystając z własności przemian izochorycznej i izobarycznej. Powiązano ciepło właściwe przy stałym ciśnieniu z ciepłem właściwym przy stałej objętości. Opisano zasadę ekwipartycji energii, stopnie swobody cząsteczki oraz wykładnik adiabaty. Podano sposób jak łatwo zapamiętać wartość ciepeł właściwych substancji w zależności od liczby atomów w cząsteczce.

Wprowadzono podział przemiany ogólnej (politropy) na przemiany charakterystyczne, czyli na:

- izobarę

- izotermę

- izochorę

- adiabatę/izentropę

- politropę techniczną

Każdej przemianie przyporządkowano odpowiedni wykładnik politropy. Każda z nich została przedstawiona na wykresie
p – V. Zaprezentowano całe wyprowadzenie równania politropy, korzystając z I zasady termodynamiki, wzoru na ciepło, kalorycznych równań stanu i związku pomiędzy ciepłami właściwymi.

Przedstawiono ciepło właściwe przemiany w funkcji wykładnika politropy. Ciepła właściwe przemian charakterystycznych przedstawiono na wykresie. Wyprowadzono ogólne równanie na ciepło przemiany, pracę i pracę techniczną.  

Przedstawiono model fizyczny realizacji przemiany izobarycznej (gaz w cylindrze zamknięty przesuwającym się obciążonym tłokiem). Przemianę i pracę przedstawiono na wykresie p -V. Wyprowadzono wzory na ciepło, pracę i pracę techniczną przemiany izobarycznej.

W zadaniu wyznaczono objętość gazu po ogrzaniu, pracę bezwzględną, techniczną
i użyteczną. Znając liczbę cząsteczek gazu i jego rodzaj, wyznaczono jego masę.  Określono zmianę energii wewnętrznej, entalpii oraz ciepło wymienione z otoczeniem.

Przedstawiono model fizyczny realizacji przemiany izobarycznej (gaz zamknięty w zbiorniku o nieruchomych ściankach). Przemianę i pracę przedstawiono na wykresie
p -V. Wyprowadzono wzory na ciepło, pracę i pracę techniczną przemiany izochorycznej.

W zadaniu wyznaczono ciepło przemiany, korzystając z I zasady termodynamiki oraz z podanej w zadaniu zmiany entalpii. Ciśnienia manometryczne w jednostce milimetrów słupka rtęci przeliczono na bezwzględne. Na wykresie zaznaczono pracę techniczną.

Przedstawiono model fizyczny realizacji przemiany izotermicznej (gaz o stałej temperaturze). Przemianę i prace przedstawiono na wykresie p - V. Wyprowadzono wzory na ciepło, pracę i pracę techniczną przemiany izotermicznej.

W zadaniu wyznaczono ciśnienie i objętość w stanie końcowym oraz pracę bezwzględną przemiany, znając ilość i rodzaj gazu, ciśnienie i temperaturę początkową oraz wartość pracy technicznej przemiany. Korzystano z praw działania na logarytmach.

Omówiono przemianę adiabatyczną i izentropową. Wyprowadzono wzory na pracę, pracę techniczną i ciepło przemiany. Przemianę przedstawiono na wykresie p – V, z zaznaczeniem pracy i pracy technicznej oraz izoterm, między którymi przebiega. Zobrazowano sens przemiany przy pomocy izolowanego cieplnie cylindra, przykrytego przesuwnym tłokiem.

Wyprowadzono wzory na związek pomiędzy ciśnieniami i objętościami, ciśnieniami i temperaturami oraz temperaturami i objętościami dla przemiany adiabatycznej.

W zadaniu powietrze uległo adiabatycznemu rozprężaniu. Znając parametry początkowe, spadek temperatury w stopniach Celsjusza, wyznaczono parametry końcowe (p, V, T), zmianę entalpii, pracę techniczną oraz ciepło wyznaczone z otoczeniem. Pracę przedstawiono na wykresie p – V.

Omówiono politropę techniczną, czyli przemianę, której ciepło właściwe jest ujemne. Poruszono przypadek sprężania (kompresji) i rozprężania (wykonywania pracy). Wskazano wzory na pracę, pracę techniczną i ciepło wymienione. Przedstawiono przykładową realizację przemiany na grafice oraz nakreślono ją na wykresie p – V (wraz z zaznaczeniem pracy i pracy technicznej).

W zadaniu wyznaczono wykładnik politropy, ciepło odprowadzone oraz teoretyczną moc napędową. Znano strumień powietrza, ciśnienie i temperaturę początkową i końcową. Zróżniczkowano po czasie równanie Clapeyrona i wyznaczono strumień masowy gazu (substancji).

Załączniki

Wymagania

  • Funkcja stanu i przejścia - odsyłam do kursu o cieple
  • Wszystko inne wyjaśniam od podstaw

Opis kursu

Kurs omawia równanie Clapeyrona (równanie stanu gazu doskonałego) i kaloryczne równanie stanu, warunki normalne, standardowe oraz stan standardowy i umowny metr sześcienny. Wprowadza pojęcie pracy całkowitej (absolutnej, bezwzględnej), pracy technicznej i użytecznej oraz przemiany politropowej, izobarycznej, izotermicznej, izochorycznej, adiabatycznej, izentropowej, i politropowej technicznej.

Kurs rozpoczynam od omówienia równania Clapeyrona, nazywanego też równaniem stanu gazu doskonałego (termiczne równanie stanu). Wyjaśnię oznaczenia pojawiające się w nim oraz pokażę, jak poruszać się pomiędzy jego różnymi postaciami.

Następnie wytłumaczę czym są warunki: normalne fizyczne i techniczne oraz standardowe oraz stan standardowy. Pokażę, jak operować na umownym metrze sześciennym.

Omówię pojęcia pracy bezwzględnej (absolutnej, całkowitej), technicznej i użytecznej oraz prace właściwe (jednostkowe)

Przedstawię I zasadę termodynamiki w różnych postaciach: dla wielkości absolutnych i jednostkowych (właściwych), dla elementarnych przyrostów (różniczek) oraz różnic, dla pracy bezwzględnej, i energii wewnętrznej oraz dla pracy technicznej, i entalpii.

Wyprowadzę zależności na energię wewnętrzną i entalpię, będące funkcjami stanu (kaloryczne równanie stanu). Pokażę związek pomiędzy ciepłem właściwym przy stałym ciśnieniu i objętości oraz wskażę czym są stopnie swobody i zasada ekwipartycji energii.

Dogłębnie omówię przemianę politropową, wykładnik politropy i ciepło właściwe przemiany. Wyprowadzę zależności na ciepło, pracę i pracę techniczną dla przemiany ogólnej. Następnie przejdę do przemian charakterystycznych: izobary, izotermy, izochory, adiabaty/izentropy i politropy technicznej.  Omówię wszystko to co jest potrzebne do zdania kolokwium z przemian.

O autorze kursu

dominik-maciag-avatar

Dominik Maciąg

Jestem studentem Politechniki Rzeszowskiej i od kilku lat udzielam korepetycji z termodynamiki. Pracowałem ze studentami z różnych kierunków, więc wiem jak dotrzeć do każdego. Spodziewaj się materiału tłumaczonego w jasny i konkretny sposób.
Zobacz profil

Oceny i recenzje uczniów

Razem z korepetytorami pracujemy nad jak najlepszą jakością kursów, dlatego Twoja opinia jest dla nas bardzo ważna.

Aby dodać opinię, musisz być zalogowany.

Zaloguj się
  • jakub-avatar

    Jakub

    Opinia potwierdzona zakupem

    17 września 2022 00:38

    Bardzo wartościowy kurs pełen informacji, które są niezbędne do zrozumienia podstaw z termodynamiki. Pojęcia tłumaczone w bardzo prosty i przystępny sposób. Polecam :)

Loading...
Fundamenty termodynamiki i przemiany termodynamiczne

59.99 zł

Bezpieczna płatność
  • 15 filmów
  • ponad 257 min materiału wideo
  • bez ograniczeń czasowych
  • dostęp 24/7 przez stronę
  • obsługa urządzeń mobilnych

59.99 zł