Intenzivní veličiny a technická práce plynu

Intenzivní veličiny jsou fyzikální veličiny, které nezávisí na množství látky v systému. Příklady intenzivních veličin jsou teplota, tlak, hustota.

Technická práce plynu při vratném ději je rovna ploše pod křivkou v p-V diagramu.

Teplotní profil je lineární funkce vzdálenosti od středu válce.

Termická účinnost přímého Carnotova cyklu s ideálním plynem je dána vztahem eta_t = 1 - T_C/T_H, kde T_C je teplota chladnějšího zásobníku a T_H je teplota teplejšího zásobníku.

Gay-Lussacův zákon má tvar V/T = konst., kde V je objem plynu a T je jeho absolutní teplota.

V p-V diagramu ideálního plynu je znázorněn izotermický děj - děj konstantní teploty.

Při mísení dvou stavů vlhkého vzduchu 1 a 2 je výsledná měrná vlhkost vzduchu po smísení ve stavu S dána vztahem omega_S = (omega_1m_1 + omega_2m_2)/(m_1 + m_2), kde omega je měrná vlhkost a m je hmotnost.

Zelená plocha pod křivkou T=konst. v diagramu závislosti monochromatické zářivosti E_lamda na vlnové délce lamda představuje monochromatické záření, které vydává černé těleso při dané teplotě.

Kohezní tlak plynu je přímo úměrný koncentraci plynu.

Hustota tepelného toku se po změně součinitele tepelné vodivosti nezmění.

Zobrazená funkce f(y) na obrázku v mezní vrstvě u přirozené konvekce na vertikální stěně představuje profil rychlosti v mezní vrstvě.

Pokud mokrá pára adiabaticky expanduje a pára zůstává po celou dobu tohoto vratného děje ve stavu mokré páry, pak klesá entalpie páry a vzrůstá suchost páry.

Pro teplotu T během obecného děje 1-2 platí, že T je funkce stavu, tedy nezávisí na dráze děje.

Při izoentropickém výtoku plynů a par z nádob se výtoková rychlost počítá ze vztahu v = sqrt(2kappaRT_1/(kappa-1)(1-(p_2/p_1)^((kappa-1)/kappa))), kde kappa je adiabatický exponent, R je plynová konstanta, T_1 je teplota před výtokem, p_1 je tlak před výtokem a p_2 je tlak za výtokem.

Objem ideálního plynu zůstává konstantní, zatímco se mění teplota a tlak.

Teplotní profil v daném tělese je konstantní (bez kolísání).

Měrná tepelná kapacita polytropy pro exponent n se pohybuje v rozmezí od 1 do adiabatického exponentu kappa.

Při vratné izotermické expanzi ideálního plynu se teplo dodává do systému, aby se udržela konstantní teplota, a systém vykonává práci.

Eta_t je funkcí kompresního poměru, adiabatického exponentu a teplotních rozdílů v cyklu.

Absolutní vlhkost představuje hmotnost vodní páry v kg obsažené v 1 kg suchého vzduchu.

Přívod tepla u Dieselova cyklu probíhá adiabaticky, tedy bez tepelné výměny s okolím.

Tlak v láhvi C se bude rovnat tlaku v láhvi A, protože tlak v láhvi B je absolutní tlak a tlakem v láhvi A je přetlak.

Při expanzi určitého množství ideálního plynu mezi počátečním tlakem p1 a konečným tlakem p2 (platí p1>p2), má plyn největší objem při ději izotermickém.

V kondenzátoru chladícího zařízení probíhá děj ochlazování a kondenzace chladiva.

Pro izochorický děj v ideálním plynu platí, že změna měrné entropie je nulová.

Přívod tepla u teoretického cyklu zážehového motoru probíhá v fázi spalování, která je izochorická.

Pro stavovou veličinu platí, že se mění pouze v závislosti na aktuálním stavu systému, ne na historii jeho změn.

Při škrcení plynu v tepelně izolované otevřené soustavě bez konání práce entropie plynu stoupá.

Při ohřevu vlhkého vzduchu roste vlhkost a parciální tlak vodní páry.

Rychlost zvuku při daném tlaku a hustotě je konstantní, ale závisí na druhu plynu

Při izochorickém ději platí, že změna vnitřní energie je rovna teplu předanému systému.

Braytonův cyklus s nevratnou adiabatickou kompresi a expanzí v T-s diagramu obsahuje Směrem doprava a dolů adiabata, pak izobara směrem dolů a adiabata směrem doleva a nahoru k výchozímu bodu.

Pokud se rychlost vzduchu zdvojnásobí, Reynoldsovo číslo se také zdvojnásobí.

Při vratné polytropické expanzi ideálního plynu se polytropický exponent pohybuje mezi 1 a adiabatickým exponentem (kappa).

Tepelný odpor stěny se sníží na polovinu, protože se zdvojnásobení součinitele tepelné vodivosti stěny způsobí lepší vedení tepla stěnou.

Humphreyho cyklus je přímý tepelný cyklus, který se používá zejména u plynových turbín.

Plocha pod touto křivkou (1-2) představuje práci vykonanou systémem.

Machovo číslo je poměr rychlosti tělesa k rychlosti zvuku v daném prostředí.

Nusseltovo číslo se sníží na polovinu, protože se sníží součinitel tepelné vodivosti trubky.

Funkce f(y) na obrázku představuje profil rychlosti kapaliny v kanále. Typicky má tvar parabolické funkce.

Vratný Carnotův cyklus v mokré páře je tvořen čtyřmi termodynamickými ději, z nichž se v Ts diagramu jeví pouze jeden jako křivka (izotermický děj). Zbylé tři děje jsou úsečky.

Při izobarickém mísení dvou nenasycených vlhkých vzduchů se smíšením nemění celková hmotnost vodní páry. Celková hmotnost vzduchu se však v důsledku smíšení změní.

Van der Waalsova stavová rovnice zohledňuje interakce mezi molekulami a vlastní objem molekul.

Pro rozdíl teplot platí rovnost ΔT = T2 - T1

Na obrázku jsou nakresleny čtyři přímky. Izobaru ideálního plynu představuje přímka, která je v p-V diagramu kolmá na osu objemu.

Při izobarickém mísení dvou nenasycených vlhkých vzduchů nenulových hmotností se teplota směsi vždy nachází mezi teplotami vzduchů před smíšením. Měrná vlhkost směsi se ovšem může lišit od měrné vlhkosti vzduchů před smícháním.

Rychlost zvuku je závislá na teplotě a druhu média, ve kterém se šíří.

Součet hmotnostních zlomků všech složek ve směsi ideálních plynů se rovná 1. Pokud je tento součet větší než 1, pak je v zadání chyba.

V ideálním případě, kdy teplota stěn soustavy zůstává konstantní, se nezmění entropie. V reálných situacích se ale bude entropie zvyšovat v důsledku třecích ztrát, protože děj nikdy není dokonale vratný.

Při tepelně izolovaném ději je tepelná energie systému konstantní, takže změna vnitřní energie se rovná práci vykonané systémem.

Vratný izobarický ohřev ideálního plynu, kdy se objem mění, je znázorněn jako úsečka v p-V diagramu. V ideálním případě se teplota mění lineárně s objemem.

Průměrné logaritmické spád pro souproudý výměník je aritmetický průměr logaritmických podílů vstupních a výstupních teplot.

Hodnota Reynoldsova čísla udává, zda proudění je laminární nebo turbulentní. V tomto konkrétním případě, pokud se vnější průměr trubky zvětší na čtyřnásobek, nezmění se Reynoldsovo číslo, protože se zvýší i rychlost proudění.

Tímto vztahem lze popsat tepelný tok v homogenním tělese s tepelně vodivým materiálem. V tomto případě je teplotní profil v řezu stěny logaritmický.

Amagatův zákon popisuje vztah mezi parciálními tlaky složek v ideální plynné směsi a celkovým tlakem.