Tehnička termodinamika - Kemijsko-tehnološki fakultet

_____________________________________________Prvi glavni zakon termodinamike
Unutarnju energiju za polazno stanje ne možemo odrediti samo pomoću
klasične termodinamike. Treba se, naime, poslužiti Planckovom kvantnom
teorijom. Tako će unutarnja energija ostati neodređena, ali ova neodređenost nas
neće smetati, budući da kod svih računanja na koje ćemo naići, pojavit će se
samo razlike unutarnjih energija, tako da će konstanta u 0 svuda ispasti oduzimanjem.
Ali kod neke promatrane tvari moramo u 0 uvijek svoditi na isto
odabrano osnovno stanje, tj. 1.013 bar i t 0 = 0 °C. Drugim riječima mora se
integrirati od istog osnovnog stanja.
Kad u računima izostavimo konstantu u 0 trebamo imati u vidu da smo
svojevoljno uzeli da je u 0 = 0. Tako će unutarnja energija kod temperature
T < T 0 imati negativne brojčane vrijednosti, što treba shvatiti samo relativno,
budući da energija kao ni materija ne može biti negativna. Jednadžba za izračunavanje
unutarnje energije daje nam, dakle, mogućnost da unutarnju energiju
nekog tijela izračunamo iz eksperimentalno određenih toplinskih kapaciteta pri
raznim temperaturama.
Kako je kod idealnih plinova unutarnja energija ovisna isključivo o temperaturi,
to prema izrazu
du
c v =
dT
mora i c v biti neovisno o tlaku i volumenu. To vrijedi i za c p te oba toplinska
kapaciteta mogu kod idealnih plinova ovisiti samo o temperaturi. Ova ovisnost
opaža se u znatnijoj mjeri tek kod viših temperatura. Unutarnja energija smjese
plinova dobije se iz unutarnjih energija pojedinih komponenata iste temperature.
2.2. PROMJENE STANJA IDEALNIH PLINOVA
Između mogućih promjena stanja razmotrit ćemo one promjene koje pri
tehničkim procesima osobito često susrećemo, a koje se i po svom obliku
osobito ističu. Poznavanje ovih promjena je vrlo važno kod tehničkih procesa,
kojima je svrha proizvesti mehanički rad, jer se pomoću njih odlučujemo za
način rada i za čvrstoću i veličinu uređaja. Značajke koje utječu na način rada su
u prvom redu tlak, temperatura i volumen radnog medija u raznim dijelovima
procesa, a osim toga je važna potrebna količina topline i rad koji se može dobiti.
Prije nego prijeđemo na opisivanje određenih promjena stanja, izvršit ćemo neka
69