Παρουσίαση/Προβολή

(ΝΑΟΜΕ1217) -  ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ ΚΟΥΜΠΟΓΙΑΝΝΗΣ

Περιγραφή Μαθήματος

There is a story about Sommerfeld and thermodynamics that is cited in several sources (for example in Laidler, K.J., Meiser, J.H.: Physical Chemistry. The Benjamin Cummings Publishing Company, Menlo Park, CA (1982)).

When Sommerfeld was asked why he did not write a book on thermodynamics, because he had written books on nearly every topic of physics he replied:

Thermodynamics is a funny subject. The first time you go through it, you don’t understand it at all. The second time you go through it, you think you understand it, except for one or two points. The third time you go through it, you know you don’t understand it, but by that time you are so used to that subject, it doesn’t bother you anymore.

Χειμερινό Εξάμηνο 2024-25

Διδάσκων: Δ. Κουμπογιάννης

Ενότητες διδασκαλίας

Εισαγωγικές έννοιες, ορισμοί: Θερμοδυναμική, αναφορά στον 1ο και στον 2ο Θερμοδυναμικός Νόμος (ΘΝ), Σύστημα, Κλειστό Σύστημα (ΚΣ), Ανοικτό Σύστημα (ΑΣ), Ιδιότητες Συστήματος, Κατάσταση Συστήματος, Θερμοδυναμική Μεταβολή, Τύποι Ισορροπίας Συστήματος, Οιωνεί-Στατική Μεταβολή, Αναφορά στις συνήθεις μεταβολές (Ισόθλιπτη, Ισόογκη, Ισοθερμοκρασιακή, Πολυτροπική), Θερμοδυναμικός Κύκλος, Αξίωμα Κατάστασης, Μορφές Ενέργειας (Μικροσκοπικές, Μακροσκοπικές), Ολική Ενέργεια Συστήματος, Πίεση, Θερμοκρασία, 0ος Θερμοδυναμικός Νόμος, Κλίμακες Θερμοκρασιών.

Καταστατική Εξίσωση Τελείων Αερίων (ΚΕΤΑ). Η έννοια της θερμοχωρητικότητας, συντελεστής θερμοχωρητικότητας.

Ασκήσεις σε ΚΕΤΑ.

Καθαρή Ουσία, Φάσεις, αλλαγή φάσης, διαγράμματα φάσεων, ιδιότητες υδρατμού σε πίνακες και διαγράμματα.

Ασκήσεις σε αλλαγή φάσης νερού.

Η έννοια του έργου σε Κλειστό Σύστημα, έργο ογκομεταβολής, σχέση υπολογισμού, γραφικός υπολογισμός ως εμβαδό, πρόσημο έργου, υπολογισμός έργου ογκομεταβολής στις συνήθεις μεταβολές.

Η έννοια της Θερμότητας, αναφορά στους τρόπους Μεταφοράς Θερμότητας, πρόσημο Θερμότητας, Σύμβαση Προσήμου.

Έργο και Θερμότητα: δύο μορφές ενέργειας σε μετάβαση, δύο μή-τέλεια διαφορικά (συναρτήσεις διαδρομής).

1ος ΘΝ για Θερμοδυναμικό Κύκλο. Διατήρηση της ολικής Ενέργειας ενός Συστήματος σε Θερμοδυναμικό Κύκλο. Ολική Ενέργεια, ένα τέλειο Διαφορικό.

1ος ΘΝ για θερμοδυναμική μεταβολή σε Κλειστό Σύστημα (ΚΣ), συντελεστής θερμοχωρητικότητας υπό σταθερό όγκο, μεταβολή εσωτερικής ενέργειας και συναλλαγή θερμότητας για τις συνήθεις μεταβολές.

Ασκήσεις στην εφαρμογή 1ου ΘΝ σε ΚΣ (pVT) και θερμοδυναμικούς τους κύκλους.

Ορισμός ενθαλπίας, 1ος ΘΝ για θερμοδυναμική μεταβολή σε Ανοικτό Σύστημα (ΑΣ), συντελεστής θερμοχωρητικότητας υπό σταθερό όγκο, μεταβολή ενθαλπίας.

Ασκήσεις στην εφαρμογή 1ου ΘΝ σε ΑΣ.

2ος Θερμοδυναμικός Νόμος. Θερμικές Μηχανές (ΘΜ). Ψυκτικές Μηχανές (ΨΜ). Διατυπώσεις 2ου ΘΝ για ΘΜ (Kelvin-Plank) και για ΨΜ (Clausius). Ισοδυναμία μεταξύ των δύο διατυπώσεων για ΘΜ και ΨΜ.

Αναστρέψιμες και μη-αναστρέψιμες μεταβολές. Αναστρέψιμοι και μη-αναστρέψιμοι θερμοδυναμικοί κύκλοι. Κύκλος Carnot. Αρχές του Carnot για ΘΜ.

Ασκήσεις για ΘΜ και την εφαρμογή των αρχών του Carnot  σε αυτές.

Εντροπία. Μεταβολή εντροπίας σε κύκλο Carnot και σε τυχαίο αναστρέψιμο κύκλο.

Ανισότητα Clausius. Αρχή Αύξησης Εντροπίας (ΑΑΕ). Γέννεση εντροπίας.

Μεταβολή εντροπίας σε μεταβολές τελείου αερίου και υδρατμού. Διάγραμμα T-s. Ισεντροπική μεταβολή.

Αναστρέψιμο έργο μόνιμης ροής. Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή και στροβίλου.

Κύκλοι υδρατμού. Ιδανικός κύκλος Rankine και επιδόσεις του (καθαρό ειδικό έργο, θερμικός βαθμός απόδοσης). Επίδραση βασικών παραμέτρων του κύκλου (pmax, tmax, pmin) στις επιδόσεις του. Μεθοδολογία και υπολογισμός επιδόσεων κύκλου Rankine.

Ασκήσεις σε κύκλο Rankine.

Ιδανικοί κύκλο Brayton, Otto, Diesel. Περιγραφή των μεταβολών κάθε κύκλου και εύρεση του βαθμού απόδοσης.

Συνοπτική αναφορά στις έννοιες που διδάχθηκαν.

 

 

 

 

Ημερομηνία δημιουργίας

Κυριακή 14 Οκτωβρίου 2012