Teorie clasa X termodinamica

- formula fundamentala a t.c.m. (teoria cinetico-moleculara):
o Presiunea exercitata de un gaz ideal asupra peretilor vasului in care
se afla este direct proportionala cu numarul de molecule din unitatea
de volum si cu temperatura absoluta.
o Exprima legatura dintre un parametru de stare macroscopic, presiunea
p, si marimi microscopice:
SAU:SAU:
Unde: p = presiunea gazului
= numarul volumic - numarul de molecule din unitatea de
volum; 
N = numarul de molecule de gaz
V = volumul ocupat de gaz
m0 = masa unei molecule
= media patratelor vitezelor moleculelor gazului: 
- energia cinetica medie a unei molecule
k=1,38 10-23J/K – constanta lui Boltzmann


- energia cinetica medie a moleculelor unui gaz ideal:
 - energia cinetica medie a unei molecule


 
- viteza termica a moleculelor unui gaz ideal:
o
;
Sau: ; de unde 
Dar si 
Unde R=8314J/kmol K – constanta gazului ideal


- ecuatia termica de stare a unui gaz ideal:
o Stabileste relatia intre parametrii de stare ai unui gaz ideal aflat
in stare de echilibru
o , unde R se mai poate scrie: 
- ecuatia calorica de stare a gazului ideal:
o Energia interna U = suma energiilor tuturor moleculelor gazului

Dar: ; ;
- procesele izoterm, izobar si izocor ale gazului ideal si legile acestora:
Cazuri particulare de transformari ale sistemelor termodinamice inchise
(ν=constant):
o Izoterme – cand temperatura ramane constanta
o Izobare – cand presiunea ramane constanta
o Izocore – cand volumul ramane constant
o Adiabate – cand sistemul nu schimba caldura cu mediul exterior
Invelisul care nu permite schimbul de caldura cu mediul exterior se
numeste invelis adiabatic.








- aplicatii ale principiul I la transformarile simple ale gazului ideal si
la transformarea adiabatica:
"Transforma"Conditi"Ecuatia "Caldura "Lucrul mecanic L "Variatia "
"re "i "transformarii"Q " "energiei "
" " " " " "interne ΔU "
"Adiabatica"Q=0 " "0 "L=-ΔU "ΔU=-L "
" " " " " " "
" " " " " " "
"Izocora "V=const" "Q= ΔU "0 "ΔU =Q "
" ". " " " " "
" " " " " " "
"Izoterma "T=const" "Q=L "0 "
" ". " " " "
" " " " " "
"Izobara "p=const" " " " "
" ". " " " " "


- principiul al II-lea al termodinamicii:
Formularea Carnot: randamentul unui ciclu Carnot reversibil nu depinde de
substanta de lucru, ci doar de temperaturile extreme intre care loc
procesul; randamentul oricarui ciclu nu poate depasi randamentul ciclului
Carnot reversibil care functioneaza intre aceleasi temperaturi extreme;

Formulatea Thomson:
 intr-o transformare ciclica monoterma reversibila, un sistem termodinamic
nu poate efectua lucru mecanic asupra mediului exterior;
 matematic, daca Q=0 si L=0;
 daca transformarea ciclica monoterma este ireversibila, atunci mediul
inconjurator trebuie sa efectueze lucru mecanic asupra sistemului
termdinamic: Q<0 si L<0
- randamentul unui motor termic:
 motorul termic este un dispozitiv care transforma caldura in lucru
mecanic;




















motorul termic absoarbe caldura de la o sursa calda, o parte din aceasta
o transforma in lucru mecanic, restul o cedeaza unei surse reci:
Qabs=L+Qced
caldura primita de un motor termic provine de obicei de la arderea unui
combustibil;
Randamentul unui motor termic este egal cu raportul dintre lucrul mecanic
efectuat si caldura primita:
; (marime adimensionala)
Cum 
Dar si daca inlocuim se obtine: 

- determinarea randamentului unor motoare termice functionand dupa
cicluri simple:
randamentul ciclului Carnot
o este o transformare ideala, fluidul de lucru fiind un gaz
ideal
o este alctuit din:
· destindere izoterma
· destindere adiabatica
· comprimare izoterma
· comprimare adiabatica


Schema de functionare a ciclului Carnot:
o
unde T2 – temperatura sursei reci;
T1– temperatura sursei calde.
o
ηC nu depinde de natura substantei de lucru, ci numai de
temperaturile termostatelor cu care face schimb de caldura.






randamentul motorului Otto
o este un motor cu aprindere prin scanteie
o foloseste benzina drept combustibil
o este un motor cu ardere interna
o este alcatuit din 4 timpi, iar ciclul de functionare este
format din 2 adiabate ( si ) si doua izocore
( si )


se presupune ca amestecul carburant este un gaz ideal si se
noteaza raportul de compresie: 

randamentul motorului Diesel
o este un motor cu aprindere prin compresie
o foloseste drept combustibil motorina
o este un motor in 4 timpi, iar ciclul de functionare din 2
adiabate (si ), o izobara () si o izocora ()
o se presupune ca substanta de lucru este un gaz ideal
se noteaza - raportul de compresie si cu 














"Procesul "Legea "Caldura schimbata "
" " " "
" " " "
" " " "
" " " "



 ; ; 

o