Tehnička termodinamika - Kemijsko-tehnološki fakultet

TEHNIČKA TERMODINAMIKA _________________________________________
Plinove ekspandiramo adijabatski na tako nizak tlak ( p 2 ) da se ohlade na
okolnu temperaturu ( T 0 ). Pri tome se mora, naravno, vršiti rad prema višem
okolnom tlaku ( p 0 ), a taj rad predočen je površinom 1 – a – 2. Nakon što smo u
2 postigli okolnu temperaturu na povrativ način, treba plinove od preniskog
tlaka provesti na okolni tlak. Komprimirat ćemo plinove od 2 do 3 izotermno,
pri čemu toplinu kompresije predajemo okolini sa stalnom temperaturom, uz
neprimjetan pad temperature, tj. povrativo. Viši vanjski tlak obavlja sada rad
predočen površinom 3 – a – 2. Razlika radova, predočena površinom 1 – 2 – 3,
predstavlja sveukupno dobiveni i ujedno najveći mogući rad W. Ovaj proces se
praktički teško može provesti zbog visokih temperatura plinova, što štetno
djeluje na obrađene dijelove stroja i zbog velikog volumena plinova pri vrlo
niskom konačnom tlaku ekspanzije.
Rad koji možemo dobiti računa se prema jednadžbi
W
max.
1
3
0
( S − S ) + p ( V −V
)
= U −U
− T
.
Zadana je bila temperatura T1
i volumen V1
. Kako je
i
to iz izraza
slijedi da je
1
T 3 = T 0
p =
3
1 = p3
p0
⎛ T
⎞
⎜ 1 p1
S1 − S3
= m ⋅ c p ⋅ ln − R ⋅ ln
⎟
⎝ T3
p3
⎠
Iz jednadžbe stanja za idealni plin slijedi
Dalje slijedi
146
T1
T1
S1 − S3
= m ⋅ c p ⋅ ln = m ⋅ c p ⋅ ln .
T3
T0
⎛ T ⎞
p 0
.
( ) ( ) ⎜ 1
V1
− V3
= m ⋅ R ⋅ T1
− T0
= m ⋅ R ⋅T0
−1
⎟ ⎝ T0
⎠
0
( T )
U v −
1 − U3
= m ⋅ c 1 T3
T 3 = T 0
1
3