vodena para
DESCRIPTION
vodena paraTRANSCRIPT
-
1REALAN GAS
-
Realni gasovi razlikuju se od idealnih gasova, jer se kod njih ne moe zanemariti uticaj meumolekularnih provlanih sila, ija vrijednost raste sa pribliavanjem gasa uslovima kondenzacije.
Realni gasovi se samo u ogranienom podruju pritiska i temperature ponaaju kao idealni gasovi.
Jednaina stanja idealnih gasova ne moe se bez odgovarajuih korekcija primjeniti na realne gasove.
Prva jednaina stanja realnih gasova Mendeljejeva ,koja najjednostavnije opisuje zakonitosti promjene veliina stanja.
Van der Wals jednaina stanja realnih gasova koja je napotpunija.
2
-
Prema poloaju na slici vidi se da su realni gasovi po svom ponaanju blii idealnim gasovima za vie temperature , a manje pritiske.-jednaina stanja idealnog gasa moe se, sa zadovoljavajuom tanou, primjeniti na vodenu paru niskih pritisaka i visokih pritisaka.
3
-
4RTpv
RT
pvFR
FR
Faktor realnosti(odstupanje realnog gasau odnosu na idealni gas)
-
5Trei zakon termodinamike
T
p T
dTcs
0
Trei zakon termodinamike je aksiomatski zakon, koji kae da je vrijednostentropije kondenziranih sistema na apsolutnoj nuli jednaka nuli:
z zT T
T
pz
zp T
dTc
T
r
T
dTcs
0
-
6Fazni prelazi (promjena agregatnog stanja)
Promjena agregatnog stanja
-
7vrsta faza
gasovita faza
tena faza
Fazni p,t-dijagram (dijagram promjena faza)
Kriva I-kriva isparavanja (kondenzacije)
Kriva II-kriva topljenja(ovravanja)
Kriva III-kriva sublimacije
-
8Kriva I - kriva isparavanja ili kriva kondenzacije
Kriva II - kriva topljenja
Kriva III - kriva sublimacije
Granine krive se, pod odreenim uslovima Tp,koja se naziva trojna taka.
U ovoj taki materija se moe nalaziti u sva tri agregatna stanja.
, sijeku u taki T
-
9Kriva isparavanja zavrava takom K, koja za svaku materiju ima odreen pritisak i temperaturu.
Taka K naziva se kritina taka, a njen pritisak i temperatura su kritini pritisak i kritina temperatura za datu materiju.
Toplota koja se dovodi materiji ili od nje odvodi pri faznim prelazimanaziva se latentna toplota.
-
10
Vodena para-ima veliki znaaj u termotehnici;-Radno tijelo u parnim kotlovima i zagrija u industrijskim procesima-Dobija se isparavanjem vode pri konstantnom pritisku u parnim kotlovima (sljedea ema)
Shematski prikaz isparavanja
-
11
temperatura kljuanja (vrenja, isparavanja ili zasienja)
zz pfT Dobijena para se naziva suhom ili suhozasienom parom, a dovoenjemTopline suhoj pari raste njena temperatura i ona se pregrijava.
Para koja ima temperautru viu od temperature zasienja za dati pritisak naziva se pregrijana para.
-
12
Trojna taka za vodu
-
13
p,v - dijagram za vodenu paru(proces pretvaranja vode u vodenu paru moe se pratiti na p-v dijagramu)
-
Ako se sva stanja na donjoj graninoj krivoj (x=0) oznae sa (), a na gornjoj () onda se u m (kg) vlane parte nalazi m (kg) kljuale vode i m (kg) suhozasiene pare:
14
"' mmm
kgkgmm
m
m
mx /
"'
""
Stepen suhoe odreuje se:
-
15
Krive stepena suhoe
-
16
Veliine stanja vodene pare
Entalpija i unutranja energija kljuale vode raunaju se po jednainama:
''' pvuh
''' pvhu
Za C C 100,0 je:'' hu
-
17
Entropija kljuale vode
T
dqds
T
cdTds
Za poetno stanje je usvojeno:barpiC 0061,00
00 '0'0 sih
-
18
Ako se uzme da je za vodu na temperaturi do C100 kgKkJc /1868,4
raunajui od poetnog stanja deo stanja na temperaturi kljuanja T, dobije se:
273ln1868,4'0
' Tss
0'0 s
273log63,9
273ln1868,4'
TTs
Pritisak i temperatura suhozasiene pare dati su u tablicama, dok se ostale veliine raunaju.
-
19
Veliine stanja vlane pare
mvmvmmvV :/""''
kgmvvxvv
xvvxvm
mv
m
mmv
m
mv
m
m
m
Vv
/
1
3'"'
"'""
'"
""
''
-
20
Veliine stanja vlane pare
-
21
'''''''1 AAAAAAAA vvxvvxvxv
rxhhhxhh AAAAAAA '''''
'''' AAAAA ssxss
'"' AAAAA uuxuu
-
22
Veliine stanja pregrijane pare
Koliina toplote koju je potrebno dovesti 1 [kg] suhozasiene pare prikonstantnom pritisku da bi se ona pregrijala do temperature pT
je toplota pregrijanja:
p
Z
T
T
zppmpp TTcdTcq
gdje su:
pc - specifina toplota pregrijane pare pri konstantnom pritisku;
pmc - srednja vrijednost specifine toplote pregrijane pare.
-
23
'''''' hhvvpuuq pppp
'''' vvpquu ppp
zppmpp TTchqhh '''' ilippp vpuh
-
24
Radi lakeg raunanja, po dogovoru se uzima da su entalpija i entropija vode na 0C jednake nuli za pePapz 0061,0
. 0'0 h
0'0 s
Entalpija suhozasiene pare rauna se po izrazu:
kg
kJrhh 251225120''' 0,0
-
25
Entropija pregrijane pare rauna se po jednaini:
T
dTc
T
dQdS p
p
z
T
T z
ppm
pp T
Tc
T
dTcss ln''
-
26
T,s dijagram za vodenu paru
-
27
Promjene stanja u T,s-dijagramu
-
28
Latentna toplota isparavanja
Latentna toplota isparavanja je koliina toplote koja se dovodi kljualoj vodi dok ona potpuno ne ispari pri konstantnoj temperaturi.
-
29
pvhu
vdpdhdq
pdvduvdpdh
vdppdvdudh
pvuh
-
30
0dp dhdq za je
''' hhr latentna toplota isparavanja
''''''''''''''' vvpuupvupvussTr z
-
31
Koliina toplote koja se dovodi pri isparavanju vode troi se na poveanjeunutranje energije i na rad zbog poveanja zapremine pare u odnosu na
kljualu vodu.
'" hhr
''''''
vvp
uu
unutranja latentna toplota isparavanja
spoljanja latentna toplota isparavanja
-
32
Clapeyron-Clausiusova jednaina za vodenu paru
Uspostavlja vezu izmeu latentne topote isparavanja, temperature zasienja, razlike zapremine pare o kljuale vode i koeficijenata nagiba krive
Carnotov ciklus u T,s i p,v-dijagramu
-
33
dpvvdl '''
''' ssdTdl
dTssdpvv ''''''
dTT
rdpvv
z
'''
-
34
dT
dpvvTr z
'''
Clapeyron-Clausiusova jednaina:
Clapeyron-Clausiusova jednaina se moe primjeniti za podruje vlane pare (procesi isparavanja i kondenzacije) i na podruja prelaza izmeu drugih agregatnih stanja kod kojih su konstantne temperature i pritisci.
-
35
Promjene stanja vlane pare
Izotermska i izobarska promjena stanja vlane pare
-
36
'1''11'1'2''22'2122,1 vvxvvvxvpvvpl ''''
1''
2 vvv ''
1'2 vvv Za i je:
12'''122,1 xxvvxxpl
Rad izobarske promjene
-
37
'1''21'1'2''22'2122,1 ssxsssxsTssTq zz
Razmijenjena koliina toplote pri izobarskoj promjeni
1212'''2,1 xxrxxssTq z
-
38
Izohorska promjena stanja vlane pare
kvv 1 kvv 3
-
39
dl=0
122,1 uuq
dudq
Razmijenjena koliina toplote:
'1''11'11'1''11'1
'2
''22
'22
'2
''22
'21112222,1
vvxvphhxh
vvxvphhxhvphvphq
-
40
Ako je potpuno odreeno stanje 1, a za stanje 2 poznat je samo pritisak, izuslova 21 vv moe se odrediti sadraj pare u stanju 2:
'2
''2
'21
2'2
''22
'21 vv
vvxvvxvv
-
41
Adijabatska promjena stanja vlane pare
kss 1 kss 1
-
42
212,1;;0 uuldldudqdq
222111212,1 vphvphuul
-
43
Za sluaj da je poznato stanje 1 i u stanju 2 pritisak ili temperatura, onda se
iz uslova '2''22'221 ssxsss moe odrediti sadraj pare u stanju 2:
'2
''2
'21
2 ss
ssx
-
44
Van der Walsova jednaina
RTbvpbvvs Prva popravka jednaine stanja odnosi se na zapreminu, koju gas zauzima:
Druga popravka odnosi se na pritisak:
2appu gdje su:a -koeficijent proporcionalnosti
2 - gustina gasavmv
m
V
m 1
-
45
Van der Walsova jednaina
RTbvv
ap
2
bvvv
a
bv
RTp
2
2
pbvaRTvbpvpv
bvaRTvbvvp
0223
223
-
46
023
p
ab
p
av
p
RTbvv
-
47
Mollierov h,s- dijagram za vodenu paru
-
48
dhvdpdhdq
Tdsdq
Ts
h
p
Nagib izobare u h,s- dijagramu:
-
49
Mollierov kosougli dijagram za vodenu paru
-
LITERATURA:
Noi M. : Termodinamika, Mostar 2011 Bijedi, M., Delali, S.: Termodinamika i termotehnika, Planjax, Teanj,
2004.
Galovi, A: Termodinamika I, FSB, Zagreb, 2002 Fabris O.: Osnove inenjerske termodinamike, Pomorski fakultet u
Dubrovniku, Dubrovnik 1994
50