גזים אידיאליים והחוק הראשון
נוסחה: ΔU = Q - Wגז אידיאלי מקיים PV=nRT. החוק הראשון של התרמודינמיקה קובע ששינוי האנרגיה הפנימית של המערכת שווה לחום שנכנס פחות העבודה שהמערכת מוציאה — שימור אנרגיה כללי, כשחום ועבודה הם שתי דרכים להעביר אנרגיה.
בחרו נושא למטה, ולחצו על "הסבר לי" או "תן לי שאלת תרגול" — כך הבוט יידע בדיוק במה לעזור, בלי ניחושים. אפשר גם לשאול בחופשיות בתיבת הצ׳אט בפינה השמאלית התחתונה.
גז אידיאלי מקיים PV=nRT. החוק הראשון של התרמודינמיקה קובע ששינוי האנרגיה הפנימית של המערכת שווה לחום שנכנס פחות העבודה שהמערכת מוציאה — שימור אנרגיה כללי, כשחום ועבודה הם שתי דרכים להעביר אנרגיה.
חום עובר בתוך חומר מוצק מהצד החם לצד הקר, בקצב התלוי במקדם ההולכה התרמית של החומר, בשטח החתך, ובמפל הטמפרטורה על פני העובי. קיר עבה יותר או מבודד יותר (k קטן) מעביר פחות חום.
הסעה: חום עובר לנוזל/גז זורם שנוגע במשטח חם. קרינה: חום עובר כגלים אלקטרומגנטיים בלי מגע, תלוי בטמפרטורה בחזקת 4. בקיר מרוכב מכמה שכבות, ההתנגדויות התרמיות מתחברות בטור (מתחברות) בדיוק כמו נגדים חשמליים.
כל תהליך בגז אידיאלי מוגדר לפי מה שנשאר קבוע: איזוכורי (נפח קבוע), איזוברי (לחץ קבוע), איזותרמי (טמפרטורה קבועה), אדיאבטי (אין חילופי חום, Q=0), פוליטרופי (חוק כללי PV^n=const). בדיאגרמת P-V כל תהליך נראה כעקומה אחרת.
מחזור קרנו הוא מחזור אידיאלי (בלתי הפיך אפס) המורכב משני תהליכים איזותרמיים ושני אדיאבטיים, ומגדיר את הנצילות המקסימלית האפשרית בין שתי טמפרטורות. אנטרופיה היא מדד לכמות ה"אי-סדר"/חום שאינו הפיך; היא עולה בכל תהליך אמיתי (החוק השני).
כשקיטור הוא תערובת של נוזל ואדים (קיטור "רווי"), דרגת היובש x מבטאת איזה חלק מהמסה הוא אדים. תכונות כמו אנתלפיה ונפח סגולי של התערובת מחושבות כשקלול לפי דרגת היובש בין ערכי הנוזל (f) לאדים (g) מהטבלה.
מחזור רנקין הוא מחזור העבודה של תחנת כוח בקיטור: משאבה מעלה לחץ הנוזל, דוד הקיטור מחמם אותו ללחץ קבוע עד קיטור עלה, הקיטור מתפשט בטורבינה ומייצר עבודה, ולבסוף מתעבה חזרה לנוזל במעבה. דוד הקיטור עצמו בנוי מצינורות מים או צינורות אש.
במנוע בנזין (מחזור אוטו) הבעירה מתרחשת בנפח קבוע (איזוכורי) — מהירה מאוד לעומת תנועת הבוכנה. המחזור מורכב מדחיסה אדיאבטית, בעירה איזוכורית, התפשטות אדיאבטית ופליטה איזוכורית. הנצילות תלויה רק ביחס הדחיסה r.
במנוע דיזל הבעירה מתרחשת בלחץ קבוע (איזוברי) ולא בנפח קבוע כמו באוטו — הדלק נדלק מעצמו מהחום שנוצר בדחיסה גבוהה יותר. הלחץ האפקטיבי הממוצע (BMEP) הוא כלי נוח להשוואת מנועים: העבודה למחזור מחולקת בנפח התזוזה.
מדחס דוחס גז ללחץ גבוה יותר בעזרת בוכנה נעה. הנצילות הנפחית משווה בין הנפח שנשאב בפועל לנפח התיאורטי (המלא). במדחס רב-דרגתי מקררים את הגז בין הדרגות (קירור ביניים), וכך חוסכים עבודת דחיסה כוללת בהשוואה לדחיסה ישירה לאותו לחץ סופי.
מקרר/מזגן עובד במחזור סגור: המקרר קולט חום מהחלל הקר באידוי (אידוי הנוזל בלחץ נמוך), מדחס מעלה את הלחץ, המעבה פולט את החום לסביבה, ושסתום ההתפשטות מוריד את הלחץ בחזרה. COP הוא מדד יעילות — כמה חום מוסר ליחידת עבודת מדחס.
רוצים רצף מבחן של כמה שאלות? פתחו את הצ׳אט ולחצו על "מבחן".