Curs Termotehnica (1)

8/16/2019 Curs Termotehnica (1)

1/9


2/9

Notiuni introductiveTermodinamica - studiul fenomenelor, de orice natură, în care are loc untransfer de

energie sub forma de

căldură și

lucru mecanic.

Numele - limba greacă (therme = căldură, dynamis = forță)

- creat de lordul Kelvin care a formulat și prima definiție atermodinamicii.

Termodinamica - una din cele mai bine structurate logic ramuri ale fizicii.

Inceputul secolului al XIX-lea - necesitatea practică de a

optimiza randamentul

motoarelor cu abur, termodinamica a devenit una din disciplinele clasice alefizicii teoretice.

Baza teoretică a termodinamicii - număr restrâns de

principii, care suntgeneralizări și

abstractizări ale unor

fapte experimentale.


3/9

Notiuni introductiveOperele lui

Josiah Willard Gibbs au extins domeniul de preocupare altermodinamicii de la

orientarea spre randamentul mașinilor termice către

studiul caracteristicilor substanțelor și sistemelor .

•proprietăți fluide și ale soluții,•echilibrul stărilor de agregare,•polarizarea dielectrică și magnetizarea,•radiația termică.

Aplicațiile practice sunt și ele numeroase și variate, de

la frigider și

încălzire

centrală la

energie regenerabilă și

prognoză meteorologică.


4/9

Definitie

Termotehnica - disciplină care derivă din fizică◦ scop: studiul proceselor de transformare a energiei şi interacţiunea între

miscarea termică cu alte forme de mişcare.

◦ rol: de a forma gândirea inginerească în vederea creşterii eficienţeiechipamentelor energetice, ceea ce însemnă◦ reducerea consumurilor de combustibil şi materii prime,◦ operarea instalaţiilor şi echipamentelor cu costuri minime în condiţii

de siguranţă şi securitate în funcţionare◦ reducerea impactului ecologic al echipamentelor energetice la

conservarea mediului înconjurător.

◦ În pregătirea inginerească - contribuţie conceptuală fiind o ştiinţăaxiomatică şi oferă un model de abordare a problemelor inginereşti.


5/9

Clasificarea termodinamiciiTermodinamica fundamentală◦ oferă

fundamentul axiomatic al termodinamicii,respectiv

postulatele şi

principiile termodinamicii◦ permit

structurarea unui mod de abordare a

problemelor dinnatură.

Postulatele sunt enunţuri emise

pe baza

experienţeiempirice acumulate de-a lungul timpurilor care au uncaracter de generalitate.

◦ Postulatul 1: evoluţia la starea de echilibru.◦ Postulatul 2: noţiunea de temperatură.


6/9

Clasificarea termodinamicii

Principiile sunt tot enunţuri emise pe baza experienţei empirice, dar spredeosebire de postulate, permit introducerea unor mărimi de stare şi a unor legi ceguvernează procesele din natură.

◦ Principiul I al termodinamicii: introducelegea conservării energiei

, iar camărime de stare introduce energia internă.

◦ Principiul al II-lea al termodinamicii: se referă la ireversibilitatea proceselor în natură şi introduce ca mărime de stare entropia.

◦

Principiul al III-lea al termodinamicii: se referă la evoluţia sistemelor către 0K (Kelvin) sau repaus absolut şi permite fixarea entropiei la 0 K.

În afara principiilor, termodinamica fundamentală, operează cu o serie demetode care derivă din axiomele termodinamice:◦ metoda potenţialelor termodinamice.◦ metoda minimizării entropiei generate de diferite sisteme, etc.


7/9


◦ Termodinamica aplicată: este acea parte atermodinamicii care studiază interacţiunea mişcăriitermice cu alte forme de mişcare.

◦ termodinamica fizică: studiază interacţia mişcării termice cudiferite procese fizice: magnetizare, electrizare, stare de fază(solid, lichid, etc.).

◦ termodinamica chimică: studiază condiţiile de derulare aanumitor reacţii chimice sau condiţiile pentru atingerea echilibruluichimic.

◦

termodinamica tehnică (termotehnică): studiază în principalconservarea energiei în sistemele termomecanice precum şiinteracţiunea dintre mişcarea termică şi alte forme de mişcare însistemele termomecanice .


8/9


Termotehnica operează în general cu lucrul mecanic şi căldura ca forme deenergie, studiind comportamentul sistemului termomecanic sub influenţa acestorforme de energie.

În funcţie de natura proceselor:◦ termostat ica : studiul proceselor la starea echilibrului termodinamic, condiţiile necesare pentruatingerea echilibrului precum şi condiţiile pentru ieşirea din starea de echilibru.

◦ termocinet ica : studiază procesele de transfer de căldură, condiţiile necesare de maximizare sauminimizare a fluxurilor .

◦ termodinamica : studiază procesele termodinamice ale sistemelor care evoluează de la o stare deechilibru la alta, interacţiunea dintre diferite sisteme termodinamice, influenţa diverselor fluxuri deenergie asupra proceselor de transformare.

◦

Termodinamica reprezintă cadrul care asigură fundamentul pentru analiza şi optimizarea unuiproces.

◦ termodinamica proceselor ireversibile – studiază fenomenele care se derulează în afara stăriide echilibru.

◦ termodinamica proceselor în timp finit – studiază influenţa mişcării termice asupra proceselorfizice (transformare în care natura substanţei rămâne aceeaşi).


9/9

Metode utilizate în

termodinamicăM etoda macroscopică (empirică):studiază sistemele macroscopice fără a ţine seama de structura intimă a acestora.◦ se analizează fluxurile energetice şi de masă schimbate în interacţia sistemelor

termodinamice cu alte sisteme sau cu mediul înconjurător.◦ Pe baza acestei observaţii se emit legi cu caracter general.

◦ Exemplu: Gazul din inter ioru l unui ci l indru cu p iston este considerat un corpmacroscop ic .

M etoda statică (microscopică):

se iau în considerare particulele care formează structura intimă a sistemelortermodinamice.

Pentru aceste particule se definesc legi statice de mişcare, de distrubuţia energieicinetice şi potenţiale şi se estimează comportamentul sistemelor în ansamblu.

Dacă ne referim la acelaşi exemplu (gazul) vom lua în considerare structura intimă agazului.

Rezultatele obţinute pe baza metodei statice trebuie să concorde la limită curezultatele obţinute pe baza metodei macroscopice.

Curs Termotehnica (1)

Documents

Transcript of Curs Termotehnica (1)