Tehnička termodinamika - Kemijsko-tehnološki fakultet

TEHNIČKA TERMODINAMIKA _____________________________________________
Ovu smo promjenu stanja već upoznali kod razmatranja toplinskog kapa-
citeta c v . Plinu u posudi s krutim stijenkama dovodimo toplinu kod konstantnog
volumena V. Tako raste tlak plina u posudi, ali on ne može izvršiti neki rad jer je
V = konst., dakle dV = 0 pa prema tome i
Međutim, kako tlak raste od nule sve više bit će i rada više izvršeno što se
više tlak (suprotstavljajući) približava tlaku plina. Kada je to postignuto, obje
sile su uravnotežene i nikakva nova promjena u volumenu nije moguća. Ako
nastavimo s porastom tlaka, ovaj postaje veći od tlaka plina, volumen se počinje
smanjivati i rad se vrši na sustavu, a ne od sustava. Vidljivo je da je rad koji
može izvršiti sustav najveći kada se suprotstavljajući tlak razlikuje samo malo
(infinitezimalno) od unutarnjeg tlaka samog plina. Ovo su zapravo uvjeti koje
smo definirali za reverzibilnost procesa. Zato se može zaključiti da se od nekog
sustava može dobiti maksimalni rad kada je promjena koja se u njemu vrši
reverzibilna (povrativa).
Ovi pojmovi kasnije će nam još više poslužiti. Sada ćemo opisati promje-
stanja idealnih plinova pri čemu ćemo uvijek kod dobivanja rada uzimati
ne
maksimalni rad te se u tom slučaju možemo koristiti izrazima koje ćemo izvoditi
uzevši u obzir tlak u samom plinu stoga što se samo malo razlikuje od vanjskog
suprotstavljajućeg tlaka. Ipak nemojmo izgubiti iz vida da se ovdje radi o tlaku
izvana, a koji se tek neznatno razlikuje od djelujućeg tlaka plina.
2.2.3. Izohorna promjena stanja (V = konst.)
δW = p dV = 0
Dovedena toplina može se prema I. glavnom zakonu izraziti kako slijedi
( T )
Q
v
−
1,2
= U
2
−U1
= m ⋅ c
2
T1
cv
2 T1
neovisno o temperaturi, tj. konstantno. Uzevši u obzir jednadžbu stanja može se
odrediti konačna temperatura iz tlakova i početne temperature, tj.
ako smijemo pretpostavi ti da je unutar temperaturnog područja ( T − )
p
p
p
2
1
p
2
1
⋅ v
⋅ v
1
2
⋅ v
⋅ v
2
1
= R ⋅T
= R ⋅T
1
2
R ⋅T
=
R ⋅T
2
1
v
2
= v
1
= konst.
72