Termodynamik fr T2 - mech.kth.se ? (endimensionell strmning genom plana sttvgor) frkunskaper

  • Published on
    15-Sep-2018

  • View
    212

  • Download
    0

Transcript

SG1216Termodynamik fr T2 innehll Klassisk termodynamik med kompressibel strmning. frkunskaper rrelseenergi och arbete inom mekanik rrstrmning inom strmningslra integralkalkyl inom envariabelsanalys differentialkalkyl inom flervariabelsanalys kursbcker kapitel 17, 18, 19 och 20 i fysikbokenkompendiumkapitel 13 i strmningsboken kursmaterial formelsamlingtabeller fr kompressibel strmning vergripande mlEfter att ha arbetat sig genom hela kursen ska teknologen kunna; tillmpa termodynamikens frsta och andra huvudsatser i analyser av energi-omvandlingsprocesser, utfra termodynamiska berkningar p vtskor och ideala gaser, srskilt inomkompressibel strmning, frklara den resursfrbrukning som sker i energiomvandlingsprocesser.21. Den Frsta Huvudsatsen och p-Varbete innehll den frsta huvudsatsen, inre energi, arbete, vrme kompressions- och expansionsarbete, p-Vdiagrammet, isokora, isobara och polytropa processer vrmeverfring, specifika vrmekapaciteter frkunskaper rrelseenergi, arbete, kraft, tryck (mekanik med mera) integraler, differentialer (matematisk analys) lite gymnasiefysik litteratur avs 19.119.5 samt avs 17.5 i fysikbokenavs 1.2, avs 1.3 och kap 2 i kompendiet r, 1 april Ex. 19.10 i version 11, 19.9 i version 12 sem, 3 april diskussionsfrga Q19.3 i version 11 av fysikboken, Q19.5 i version 12. Efter att ha studerat detta kursavsnitt ska teknologen; kunna frklara begreppen system, omgivning, tillstnd, och process, kunna definera begreppen tillstndsfunktion, kvasijmviktsprocess och reversibelprocess, kunna skilja mellan extensiva och intensiva eller specifika storheter, kunna skilja mellan adiabatiska processer och processer vid konstant inre energi, kunna tillmpa termodynamikens frsta huvudsats i en energianalys av en processunder vilken vrme verfrs och arbete utfrs. kunna definera och ge exempel p begreppet p-Vsystem, kunna rita en isokor, isobar eller polytrop process i ett p-Vdiagram, kunna berkna arbetet utfrt av ett godtyckligt p-Vsystem under reversibla ochisokora, isobara eller polytropa processer. kunna berkna verfrt vrme med hjlp av specifika vrmekapaciteter vid konstantvolym och vid konstant tryck under antagandet att dessa vrmekapaciteter r konstanta. 32. Ideala gaser innehll Den ideala gaslagen, Joules lag fr en ideal gas, och adiabatiska och reversibla processer i ideala gaser med konstantaspecifika vrmekapaciteter . frkunskaper lite gymnasiefysik och ven lite kemi, kursavs 1. litteratur avs 18.1, 18.4, och avs 19.68 i fysikbokenkap 3 i kompendiet r, 1 april Ex 19.22 i fysikboken eller Ex 19.30 i version 11, 19.21 i version 12 Uppgift 5 i kap 3 i kompendiet sem, 3 april diskussionsfrgorna Q19.3, Q19.6 och Q19.9 i version 11 av fysikboken. (Q19.3 r Q19.5 i version 12.) versttningar av frgorna finns p kursens webbplats. Efter att ha studerat detta kursavsnitt ska teknologen; kunna berkna temperaturen, trycket eller den specifika volymen i en gas m h a denideala gaslagen. kunna rita en reversibel och isoterm eller adiabatisk process i en ideal gas i ett p-Vdiagram med hjlp av den ideala gaslagen. kunna berkna arbetet utfrt av en ideal gas under en reversibel och isoterm elleradiabatisk process med hjlp av den ideala gaslagen. kunna anvnda Joules lag fr att relatera ndringar i inre energi till ndringar itemperatur i en ideal gas under antagandet att dess specifika vrmekapacitet vidkonstant volym r konstant. kunna anvnda sambanden pv = konstant o s v som beskriver tillstndsndringar i enideal gas under en adiabatisk och reversibel process. kunna skilja mellan adiabatiska processer och isoterma processer i en ideal gas.43. Vtskor och gaser innehll vtskor, gaser, frngning och kondensation modellen inkompressibla vtskor van der Waals gaslag frkunskaper lite gymnasiefysik och ven lite kemi, differentialkalkyl inom flervariabelsanalys, kursavs 1 (och 2) litteratur avs 17.6 och 18.6 i fysikboken,sidor 690691 i avs 18.1 i version 11sidor 615617 i avs 18.1 i version 12kap 4 i kompendiet r, 1 april Uppgift 2 i kap 4 i kompendiet sem, 3 april Efter att ha studerat detta kursavsnitt ska teknologen; kunna berkna verfrt vrme med hjlp av fasomvandlingsentalpi. kunna beskriva hur en godtycklig fluids gas- och vtskefaser representeras av p-V -Tytan, kunna identifiera den kritiska punkten och omrden med blandade faser p p-V -Tytan, kunna berkna ndringar i inre energi i inkompressibelt materie under antagandet attden specifika vrmekapaciteten r konstant. kunna berkna ndringar i specifik entalpi i inkompressibelt materie under antagandetatt den specifika vrmekapaciteten r konstant. kunna ange det omrde p p-V -T ytan dr en gas kan vntas uppfra sig som enideal gas, kunna berkna temperaturen eller trycket i en gas med hjlp av van der Waals gaslag. Fr att uppn hgre betyg ska teknologen; kunna utfra berkningar p processer i tvfasblandningar, kunna kalibrera van der Waals gaslag med hjlp av den kritiska punkten. 54. Strmningsmaskiner innehll energibudgeten fr stationr strmning genom ett ppet system;entalpi, axelarbete frkunskaper strmningslra, kursavs 1, 2 och 3. litteratur kapitel 5 i kompendiet r, 4 april Uppgift 2 eller 3, samt uppg 7 i kap 5 i kompendiet, uppgift 1 p tentamen 060522. sem, 17 april Inlmningsuppg 1sem1. Efter att ha studerat detta kursavsnitt ska teknologen; kunna frklara betydelsen av begreppet entalpi i analysen av strmning, kunna ge exempel p axelarbete utfrt av olika strmningsapparater, och kunna utfra berkningar p energibudgeten fr stationr strmning genom ett ppetsystem. Notation Standardbeteckningar inom termodynamik kolliderar klart med den notation som anvndsinom strmningsmekanik. Inom typsatt kursmaterial betecknas strmningshastighet medv, 'rak' d v s inte kursiv, s att den inte blandas ihop med specifik volym v. De som har lrtsig skriva i en svensk lgstadieskola kan fredra att anvnda versalen V fr strmnings-hastighet snarare n gemenen v. 65. Kompressibel strmning innehll adiabatisk och reversibel strmning lngs en strmlinje, i ett strmrr, och genom en dysa. Strypt dysstrmning. frkunskaper kursavsnitt 2 och 4, strmningslra litteratur avs 13.2 till och med 13.5 i strmningsbokenkap 6 i kompendiet r, 18 april Problem 3 i kapitel 13 i strmningsboken, Uppgifter 1 och 7 i kapitel 6 i kompendiet, och Problem 8 i kapitel 13 i strmningsboken. sem, 22 april Inlmningsuppg 1sem2. Efter att ha studerat detta kursavsnitt ska teknologen; kunna tillmpa konserveringslagarna fr massa och energi p ett korrekt stt i olikastrmningsrelaterade berkningsuppgifter, kunna utfra berkningar i kompressibel, friktionsfri, stationr och endimensionellstrmning med hjlp av berkningsformler och Tabeller fr isentrop strmning, och kunna analysera friktionsfri strmrrsstrmning genom en dysa.76. Termodynamikens andra huvudsats innehll Den generaliserade vrmemotorn. Verkningsgrad. Den andra huvudsatsen. Bde Clausius formulering och Plancksformulering. Generaliserade kylprocesser och kldfaktorn. Generaliserade vrmepumpar och vrmefaktorn. Termodynamisk temperatur. frkunskaper kursavs 1 litteratur avs 20.1, 20.2, 20.4, 20.5 och delar av avs 20.6 i fysikboken,kap 7 i kompendiet. r, 30 april Ex 20.3 och 20.13 i fysikboken sem, 5 maj Inlmningsuppg 1sem3, del A av inlmningsuppgift 2. Efter att ha studerat detta kursavsnitt ska teknologen; kunna frklara och ge exempel p begreppen vrmemagasin, generaliserad vrme-motor, generaliserad kylprocess och generaliserad vrmepump, kunna anvnda storheterna verkningsgrad, kldfaktor och vrmefaktor i berkningar. kunna frklara Clausius och Plancks formuleringar av termodynamikens andra huvud-sats, kunna anvnda begreppet reversibel vrmemotor i resonemang och berkningar, kunna tillmpa termodynamikens andra huvudsats i en analys av en energi-omvandlingsprocess, som en generaliserad vrmemotor, en generaliserad kylprocesseller en generaliserad vrmepump. Fr att uppn hgre betyg ska teknologen; kunna bevisa ekvivalensen av Clausius och Plancks formuleringar av termo-dynamikens andra huvudsats, kunna visa att ingen vrmemotor kan ha en hgre verkningsgrad n en reversibelvrmemotor, kunna visa att ingen kylprocess kan ha en hgre kldfaktor n en reversibel kyl-process, kunna visa att ingen vrmepump kan ha en hgre vrmefaktor n en reversibel vrme-pump, kunna grundligt frklara definitionen av begreppet termodynamisk temperatur.87. Kretsprocesser innehll Carnotcykeln, dieselcykeln, ericssoncykeln, ottocykeln, stirlingcykeln, med flera kretsprocesser. frkunskaper kursavs 1, 2 och 6. litteratur avs 20.3 och delar av avs 20.6 i fysikboken,kap 8 i kompendiet. r, 30 april Uppgift 1 i kap 8 i kompendiet. sem, 5 maj Efter att ha studerat detta kursavsnitt ska teknologen; kunna ge exempel p och beskriva idealiserade kretsprocesser som anvnds somtermodynamiska modeller fr vrmemotorer, kylprocesser och vrmepumpar. Fr att uppn hgre betyg ska teknologen; kunna utfra en analys av en reversibel kretsprocess bestende av isokora, isobara,isoterma, adiabatiska och polytropa delprocesser i en ideal gas.98. Entropi innehll entropi, reversibilitet; entropibudgetar fr bde slutna och ppna system; berkningsformler fr entropindringar i ideala gaser. frkunskaper kursavs 1 t o m 4, 6 och 7. litteratur avs 20.1 & 20.7 i fysikboken,kap 9 i kompendiet. r, 15 maj Exercise 20.24 i version 11 av fysikboken, 20.25 i version 12. sem, 14 maj hela seminariet inklusive inlmningsuppgift 1sem4. Se seminarieprogrammet. Efter att ha studerat detta kursavsnitt ska teknologen; kunna berkna ndringar i entropi som orsakas av vrmeverfring, kunna berkna ndringar i entropi i en ideal gas, och kunna ge exempel p irreversibla processer i gasdynamik, vrmeverfring ochstrmning med mera. Fr att uppn hgre betyg ska teknologen; kunna anvnda Clausius olikhet fr att visa att entropi r en tillstndsfunktion, kunna anvnda Clausius olikhet fr att ta fram en entropibudget fr en godtyckligprocess, och kunna diskutera relationerna mellan begreppet entropi och andra begrepp somreversibilitet, verkningsgrad, ordning och kaos.109. Sttvgor innehll raka sttvgor (endimensionell strmning genom plana sttvgor) frkunskaper strmningslra, kursavs 4, 5 och 8 litteratur kap 10 i kompendiet,sidor 230233 i avs 13.6 i strmningsboken. r, 15 maj Problem 12 i kap 13 i strmningsboken. sem, 14 maj Efter att ha studerat detta kursavsnitt ska teknologen; kunna tillmpa konserveringslagarna fr massa och energi p ett korrekt stt i en raksttvg, kunna berkna ndringar i olika fysikaliska storheter i en sttvg med hjlp av Stt-vgstabeller, kunna frklara hur stagnationstillstndet ndras i en sttvg, och kunna berkna ndringen i entropi i en sttvg i en ideal gas. Fr att uppn hgre betyg ska teknologen; kunna utfra berkningar p strypt dysstrmning som innefattar en rak sttvg.1110. Exergi innehll energikvalitet, exergi, strmningsexergi, exergibudgetar fr slutna och ppna system frkunskaper samtliga tidigare kursavsnitt, frmst kursavs 6. litteratur kap 13 i kompendiet. r, 15 maj Uppgift 11 i kap 13 i kompendiet,ev uppg 9 eller 7 i kap 13. Efter att ha studerat detta kursavsnitt ska teknologen; kunna berkna exergin i ett vrmemagasin i en given omgivning, kunna berkna exergin i en mngd ideal gas i en given omgivning, kunna berkna fldes- eller strmningsexergin i en inkompressibel vtska i en givenomgivning, kunna berkna fldes- eller strmningsexergin i en ideal gas i en given omgivning, och kunna utfra berkningar p exergibudgeten fr processer i slutna och ppna system. Fr att uppn hgre betyg ska teknologen; kunna visa att den maximala mngd arbete som kan utvinnas ur ett vrmemagasin i engiven omgivning r lika med vrmemagasinets exergi.

Recommended

View more >