Hoofdstuk 1: Ideale Gassen. Hoofdstuk 2: Warmte en arbeid. Hoofdstuk 3: Toestandsveranderingen bij ideale gassen

Transcriptie

1 Hoofdstuk 1: Ideale Gassen 1.1 Definitie Ideale gaswet Temperatuur Soortelijke warmte Mengsels van ideale gassen Wet van Dalton Equivalente molaire massa Soortelijke warmte Partiële volumes Massa en volumetrische samenstelling Bepaling van de partieeldruk Verband tussen massa en volumeaandelen Voorbeelden Lucht Aardgas Rookgassen Oefening Reêle gassen (van der Waals) Opdrachten 12 Hoofdstuk 2: Warmte en arbeid 2.1 Definities Inwendige energie De eerste hoofdwet Uitwendige arbeid Inwendige energie: bespreking Ideaal gas Inwendige energie vloei- en vaste stoffen Toepassing: vrije expansie Soortelijke warmte Soortelijke warmte bij constant volume Soortelijke warmte bij constante druk Inwendige energie en soortelijke warmte De formule van Mayer Vaste stoffen en vloeistoffen Invloed van de temperatuur Isentropische exponent Gemiddelde soortelijke warmte 15 Hoofdstuk 3: Toestandsveranderingen bij ideale gassen 3.1 Inleiding Isotherme toestandsverandering Isochore toestandsverandering Isobare toestandsverandering Adiabatische toestandsverandering Polytropische toestandsverandering Motivatie Toestandsvergelijking 8 Inhoud 1

2 3.6.3 Compressiearbeid Bepaling van de polytropische exponent Warmtehoeveelheid Uitbreiding Opdracht 12 Hoofdstuk 4: Dampen 4.1 Aggregatietoestanden Smelten en stollen Verdampen en condenseren Het pt-diagram Thermodynamica der dampen Verdampen in het Tv-diagram Het pv-diagram Het dampgehalte Definitie Verband met v Verband met u Gebruik damptabellen Voorbeeld Voorbeeld Voorbeeld Voorbeeld 3 24 Hoofdstuk 5: Enthalpîe 5.1 Definitie Eerste hoofdwet Soortelijke warmte c p Enthalpie bij ideale gassen Isobare processen Dampgehalte Druk-enthalpie diagram COOLPACK Voorbeelden Voorbeeld Voorbeeld Voorbeeld 3 10 Hoofdstuk 6: Open systemen 6.1 De eerste hoofdwet Technische arbeid en verplaatsingsarbeid Zuigercompressor Uitbreiding Energiewet voor open systemen Ideale gassen Polytroop Isotherm Isochoor Isobaar Enkele voorbeelden van open systemen 8 Inhoud 2

3 6.5 Debiet Stroomlijnen Volumetrisch debiet Massadebiet Continuïteitsvergelijking Arbeidsvermogen Definitie Voorbeeld Warmtestroom Definitie Warmtewisseling bij warmtewisselaars Mengwarmtewisselaars Oppervlaktewarmtewisselaars Voorbeeld Opdracht 28 Hoofdstuk 7: Entropie 7.1 Definitie Entropie bij ideale gassen Opstellen der vergelijkingen Ts-diagram Voorbeeld Entropie bij vloeistoffen Ts-diagram van een damp Opstellen van het diagram Dampgehalte hs-diagram Voorbeelden Voorbeeld Voorbeeld Opdrachten 17 Hoofdstuk 8: Kringprocessen 8.1 Definitie Positieve kringprocessen Gesloten systemen Open systemen Thermisch rendement De Carnot-cyclus Meer dan twee warmtereservoirs Vergelijking met de Carnot-cyclus Bespreking Tweede hoofdwet van de thermodynamica De stoomturbinekringloop Algemeen Het Rankine proces Werking Procesanalyse Voorbeeld Oververhitting 18 Inhoud 3

4 8.4.5 Heroververhitting Voedingswatervoorverwarming Eenvoudig geval Met oppervlakte warmtewisselaar Voorbeeld Gesloten kringprocessen Benzinemotor Andere zuigermotoren Negatieve kringprocessen Algemeen Koelfactor(CoP) Carnot-cyclus Tweede hoofdwet van de thermodynamica Het begrip omgeving De compressiekoelmachine Principe Voorbeeld Minimum arbeid om iets te kolen Opdrachten 49 Hoofdstuk 9: Wrijving 9.1 Eerste hoofdwet voor gesloten systemen Wrijvingsarbeid W W Eerste hoofdwet Entropie en wrijvingsarbeid Enthalpie en entropie Open systemen Betrekkingen bij wrijving Voorbeelden Voorbeeld Voorbeeld Adiabatische systemen Niet adiabatische systemen Wrijvingsvermogen Smoringsprocessen Kringprocessen De Gasturbinecyclus Schakelschema Toestandsdiagram Numerisch voorbeeld De compressiekoelmachine Geval zonder wrijving Geval met wrijving Geval zonder expansiemotor De stoomturbinekringloop Opdrachten 28 Inhoud 4

5 Hoofdstuk 10: Straalpijpen 10.1 Algemeen Berekening van de snelheid Debiet Kritische grootheden Kritische druk Kritisch soortelijk volume Kritische snelheid Bespreking Opstellen der vergelijkingen Bespreking Diffusor Gedrag straalbuis bij variabele tegendruk Convergente straalbuis Convergentiedivergente straalbuis Voorbeeld 2 17 Hoofdstuk 11: Irreversibiliteit 11.1 Evenwichtige processen Thermisch evenwicht Mechanisch evenwicht Diffusie Besluiten Vanzelf verlopende processen Omkeerbare en onomkeerbare processen Definitie Expansie/compressie Wrijving Warmteoverdracht Diffusie Besluiten Dissipatieve processen Invloed van de warmteoverdracht Irreversibiliteit en entropie Irreversibiliteit der warmteoverdracht Dissipatie-energie Diffusie Vrije expansie Entropiebilan bij stromingsproces 19 Hoofdstuk 12: Exergie en anergie 12.1 Energieomzettingen Exergie en anergie Exergie van een warmtehoeveelheid Bepaling Exergetisch rendement Voorbeeld Exergie van een stromend fluïdum Exergieverlies en entropieschepping 10 Inhoud 5

6 Inhoud 6