Transcript termodinamik yasaları

University of Energy
Termo dinamik yasaları
ve kullanımı
Termodynamik
Termo dinamik:
Thermo = Isı
Dynamics = Hareket
Termodynamik
Thermo dinamik yasaları
1. prensip
Enerji vardan yok edilemez veya yoktan var edilemez
sadece farklı şekillere dönüşebilir
2. 2. prensip
Enerji sadece sıcak bir nesneden soğuk bir nesneye
transfer edilebilir
Energie kann nicht zerstört werden.
•Kinetik enerji
•Statik enerji
•Isıl enerji
Enerji üç şekilde bulunur
•Işık
•Hareket
•Isı
Energie kann nicht natürlich ….
Enerji sadece sıcak bir nesneden soğuk bir nesneye
aktarılabilir.
50°C
10°C
Wärmeenergie
Burada Enerji ve Sıcaklığı ayırmak önemlidir.
5 Litre Su
50°C
5 kg Demir.
300°C
Buzu eritmek için bu iki nesnede depolanan enerjiyi
kullanırsanız aşağıdaki sonuçları elde edersiniz
3,1kg
2 kg
Spezifische Wärme Kapazität
Farklı maddelerde farklı özgül ısı kapasitesi vardır.
Spesifik ısı genellikle birim olarak verilir; kJ / kg 'K (kilojul / kg Kelvin)
Su
4,187
kJ/kg K
Demir 0,46
kJ/kg K
Hava
kJ/kg K (1m³=1.2kg)
1,0
Örnek:Isıyı 1K yükseltmek için 4.187 kJ / kg su baz alındığında
Bu 0,001163056 kWh eşdeğer olacaktır.
Isıl değerleri çeşitli şekillerde tanımlayabiliriz
• C= Celcius, Isıl değer tanımı olarak kullanılır.
• K= Kelvin, Isıl değişken tanımı olarak kullanılır. (ΔT)
• 0K ile (-273C°)Mutlak sıfır tanımı, enerji yok.
-273°C
0°C
100°C
C°
K
o
273K
373K
Specifik värmekapacitet
Örnek : Isıyı 1K ‘ya yükseltmek için 4,187 kJ/ kilo
su baz alındığında
1litre
5°C
+
4,187 kJ
=
Q = c * m * ΔT
Q = Isıl enerji (kJ)
c = Spesifik ısıl kapasite (kJ / kg K)
m = Kütle (kg)
ΔT= Isıl değişkenliği K
1 litre
6°C
Energi
/ effektkanunlarında enerji ve gücü ayırmak önemlidir.
Termodinamik
bir kovayı su ile doldurmak istiyorsak, kova enerji ve ihtiyaç olan su
miktarını hortum ise gücü temsil eder
Enerji
J, Ws
kWh
1
0,2778 x10-6 0,239 x10-3
3,6 x106
1
860
4,187 x103
1,163 x10-3
1
J/s, W
PS
Kcal /h
1
1,3596 x10-3
0,8598
735,5
1
632,4
1,163
1,5812 x10-3
1
kcal
Güç
Güç=enerji/ süre
Energiinnehåll
Isı karışımı
20 lt 10°C suyu 30 lt 40°C su ile karıştırdığımızda hangi sıcaklıkta
ve kaç litre su elde ederiz?
(4,187kJ=1,16W)
Q = m * c * ΔT
Q1= 10 * 20 * 4,187 = 873 kJ
Q2= 40 * 30 * 4,187 = 5024 kJ
Q mix = Q1 + Q2 = 5897 kJ
ΔT = Q / c * m = 5897 / 4,718 * 50 = 28°C
20 litre
10°C
+
30 litre
40°C
=
50 litre
28 °C
Madde durumundaki değişiklikler:
Tüm maddeler üç farklı durumda bulunabilir
Suyun bilinen üç farklı durumu aşağıdaki gibidir.
Katı
2,1 kJ /kg
Sıvı
0°C
Erime enerjisi
332 kJ /kg
4,187 kJ/kg
Gaz
100°C
Buharlaşma enerjisi
2260 kJ /kg
Madde durumundaki değişiklikler !
İşlem geri çevrilebilir !
Katı
2,1 kJ /kg
Sıvı
0°C
4,187 kJ/kg
Gaz
100°C
Erime enerjisi
Buharlaşma enerjisi
332 kJ /kg
2260 kJ /kg
Suyun kaynamasının hesaplanması
1. Q = m* c * ΔT = 3 kg * 4,187 kJ / kgK / * 90K = 1130kJ
2. t = Q / P = 1130 kWs / 2 kW = 565 san = 9,4 dak.
3. Qbuhar = m * r = 3 kg * 2260 kJ / kg = 6780 kJ
4. t = Q / P = 6780 kJ / 2 kW = 3390 san = 56 dak
Druck / Siedepunkt
Suyun kaynama noktası=1013 mbar hava basıncı altında, 100°C
Kaynama noktası hava basıncına bağlı olarak değişkenlik gösterir!
15°C
80°C
100°C
120°C
200°C
0,02bar
5000 a.s.l
0,5bar
atm basınç
1bar
2bar
15bar
Kältemittel
Genellikle ısı pompalarında kullanılan soğutucu gazlar şunlardır:
R407C R410a ve R404a.
„Soğuk taraf “
„Sıcak taraf “
1 bar
abs
1,5bar 3bar
4bar
10bar 15bar
23bar
0°C
25°C
55°C
R407C -40°C -18°C
-7°C
R410A -52°C -43°C
-27°C -20°C 7,3°C 20,5°C
38°C
R404a
-20°C
50°C
-46°C -37°C
-12°C 17°C
39°C
32°C
Soğutma işlemi
Soğutucu Gaz buharlaştırıcı içine
basınç altında sıvı şeklinde gelir
ve bu işlem için kullanılan enerji
hızlı bir şekilde emilir ve gaz
içinde saklanır
buharlaşma başlar. tam
buharlaşmış gaz alçak basınç
tarafına gaz borusundan
kompresör içine emilir.
Kompresör emilen gaza yüksek
basınç uygulayarak önemli ölçüde
sıcaklık oluşturur. Bu sıcak gaz
yüksek basınç altında
bir sıvı içine yoğuşma başlar.
Buharlaşma sürecinde alınan
enerji bu süreçte ortaya çıkarılır.
likit gaz sıvı hat borusu ile
yönlendirilerek genleşme valfinden
geçer ve gaz üzerindeki basınç bir
kez daha azalır.
Kompresör
Alçak Basınç
Buharlaştırıcı
Evaporator
Yüksek Basınç
Genleşme
Yoğunlaştırıcı
valfi
Condensor