Потребителски вход

Запомни ме | Регистрация
Архив
Календар
«  Януари, 2018  
ПВСЧПСН
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031
Постинг
21.01.2015 09:54 - Вътрешна енергия, топлинна енергия и цикъла на Карно
Автор: dalida Категория: Технологии   
Прочетен: 2837 Коментари: 3 Гласове:
12


Постингът е бил сред най-популярни в категория в Blog.bg
                                         ЦИКЪЛ НА КАРНО    и    Ефектът на Джаул-Ленц
                                                             (1824  -  1841 -  1842)

             термодинамика, климатични системи, топлина и въздушни маси




Науката в помощ на технологиите  


Цикълът на Карно е термодинамичен цикъл, описан от Сади Карно през 1824 година и доразработен от Беноа Пол Емил Клапейрон през 30-те години на 19 век. Той описва поведението на идеален топлинен двигател, който преминава през поредица от състояния и пренася топлина от топло към студено тяло, превръщайки част от количеството топлина в механична работа.
Идеалният двигател, описан от Сади Карно, има възможност лесно да обменя топлина между горещо и студено тяло, като включва следните елементи:

   * Цилиндър с работно вещество, което може да бъде пара или друг газ
   * Бутало, което се движи в цилиндъра без триене
   * Горещо тяло - еквивалент на горивната камера при действителна парна машина
   * Студено тяло - еквивалент на кондензатора


КОНДЕНЗАТОР
Кондензаторът е вид топлообменник, при който дадено вещество кондензира от газообразно в течно състояние, при което то отдава топлина. Кондензатори се използват в хладилниците, климатиците, парните машини, при химични процеси като дестилация и други.

При цикъла на Карно работното вещество в цилиндъра никога не трябва да влиза в контакт с тяло, по-топло или по-студено от самото него, за да се предотвратят загуби на топлина. Всички промени в температурата трябва да се предизвикват от разширение или свиване на активното вещество. Подложен на високо налягане в началото, газа се разширява свободно, като изтласква буталото.
 Вътрешната енергия (респективно и температурата) не се променя, тъй като газа поглъща топлина за сметка на извършване на работа при разширението си. В следващия етап цилиндърът се изолира и работното вещество продължава да се разширява, докато температурата му спадне до тази на студеното тяло. Вътрешната енергия се понижава за сметка на извършената при разширението работа.

В следващата фаза цилиндърът влиза в контакт със студеното тяло и работното вещество се компресира, при което се отделя топлина, която се поглъща от студеното тяло. Вътрешната енергия на газа не се променя, тъй като отделената топлина е за сметка на внесена от вън работа - студен или топъл въздух. Следва адиабатно (Адиабатен процес е термодинамичен процес, при който няма поток на топлинна енергия отвъд границите на термодинамичната система) изолиране на цилиндъра и последваща компресия. Температурата и вътрешната енергия на газа се повишават до температурата на горещото тяло за сметка на внесената работа(въздух,пари). В края на цикъла газа достига първоначалните си параметри (обем, налягане и температура).

В резултат на целия цикъл количество топлина (без загуби) преминава от топлото към студеното тяло и е произведена механична работа. Карно доказва, че коефициентът на полезно действие (КПД) на един такъв термодинамичен цикъл не зависи от конструкцията на топлинната машина, а само от температурите на двата топлинни резервоара, с което слага край на безрезултатните стремежи за повишаването му.


Ефектът на Джаул-Ленц (известен също като Закон на Джаул-Ленц, както и като нагряването на Джаул в западни източници) е процес, при който при преминаване на електрически ток през проводник се освобождава топлина. За първи път явлението било изследвано от Джеймс Джаул през 1841 г. (Джаул, наричан понякога още ватсекунда и означаван със символа J, е единицата от Международната система единици (SI) за измерване на енергия (потенциална, кинетична, електрическа, топлинна), а също така на работа и количество топлина.


Джаул потопил проводник във вода и измерил покачването на температурата му за 30 минути. Променяйки тока и дължината на проводника, той заключил, че произведената топлина е равна на електрическото съпротивление, умножено по квадрата на тока. Тази зависимост е известна като Първи закон на Джаул. Явлението е открито повторно (и независимо от Джаул) през 1842 г. от руския физик Хайнрих Ленц. (Хайнрих Фридрих Емил Ленц е руски физик станал известен с формулирането на правилото на Ленц през 1833 година.)
SI - единицата за енергия впоследствие била наречена джаул (J). Общоизвестната единица за мощност ват (W) е равна на 1 джаул за секунда.


Топлинното въздействие на тока се характеризира с количеството топлина, отделена в даден проводник, по който тече ток. То е равно на произведението от квадрата на тока, съпротивлението на проводника и времето за протичане на тока.
Нагряването вследствие ефекта на Джаул-Ленц се нарича още омическо или съпротивително нагряване заради връзката му със Закона на Ом. Този ефект е основа за многобройни практически приложения, свързани с електрическото нагряване. Когато обаче нагряването в проводника е нежелан ефект (в трансформатор например), разсейването на топлина в проводника се нарича активни загуби.


Тези активни загуби се компенсират в електропреносните мрежи, като се използват високи напрежения, за да се намалят относително протичащите през тях токове.


Днес е добре известно, че ефектът на Джаул-Ленц се предизвиква от взаимодействието между движещите се частици (обикновено, но не винаги) - електроните и йоните от състава на даден проводник (материал). Заредените частици в един електрически проводник се ускоряват от електрическото поле, като отдават част от своята кинетична енергия всеки път, когато се сблъскат по пътя си с йон. Увеличението на тази кинетична енергия се определя като повишаване на температурата на проводника.


На първия Международен конгрес на електротехниците на 20 и 21 септември 1881 г. в Париж, освен че CGS-системата е обявена за задължителна, допълнително към тази »абсолютна система« се обявява и една »практическа система«, която съдържа единиците ом, ампер, волт, кулон и фарад, които са по-удобни за използване в електротехниката от единиците, пряко следващи от CGS-системата. Двете системи се различават единствено от коефициенти със степени на десет.

През юни 1935 г. Международната електротехническа комисия, наследник на Международния електрически конгрес приема MKS (предшественика на SI), в която е включен и джаулът.

От 1960 г. насам джаулът е част от Международната система единици (SI).

ЗАКОНА НА ОМ
Законът на Ом е физичен закон, определящ зависимостта между напрежението, тока и съпротивлението на проводника в електрическа верига. Наречен е в чест на неговия откривател Георг Ом. Същността на закона е проста: създаваният от напрежението ток е обратно пропорционален на съпротивлението, което той трябва да преодолява, и е право пропорционален на пораждащото го напрежение.

Трябва също да се има предвид, че законът на Ом е фундаментален и може да се прилага към всяка физична система, в която действат някакви потоци енергия, преодоляващи съпротивление.

KW/h - що е то?

Киловатчас (kWh) е мерна единица за активната енергия. Тя не е част от единиците на SI, но поради голямото ѝ практическо значение, ISO позволява използването ѝ в специални области. Такава специална област например е електротехниката.
Киловатчасът се използва в месечните сметки за консумираната от потребителите електрическа енергия. Тя е за предпочитане, защото по-този начин числата са малки, а и цената се изчислява на базата на киловатчас, а не джаул.

Например печка с мощност 1000 W (1 kW), работеща за 1 h, изразходва енергия 1 kWh (или 3,6 MJ). Електрическа крушка от 60 W за един час консумира 0,06 kWh енергия, а примерно за хиляда часа — 60 kWh. Ако една крушка от 100 W свети по 1 час на ден в течение на 30 дни, изразходваната енергия се изчислява на:
  100 W · 30 h = 3 000 Wh = 3 kWh (или 10,8 MJ).




(всичко това се учи в основните и средните училища,задължително)



Гласувай:
12
0


Вълнообразно


Следващ постинг
Предишен постинг

1. andri - Ефекта на Карно е заложен в климатичните системи
21.01.2015 12:45
за охлаждане на големи зали и отопление на малки такива.




енергоспестяващо охлаждане
Охлаждането чрез изпаряване е един адиабатичен процес с постоянна енталпия:
Топлината за изпаряване на водата, се взима от въздуха, като по този начин се снижава температурата.
Топлинната енергия на въздуха има два компонента : чувствителна топлина,т.е. Тази, която се усеща и оценява и латентната топлина, т.е. Енергията, която се използва за изпаряване на водата
Изпарителните охладители повишават латентната топлина и намаляват чувствителната такава .
ЕДИНСТВЕНАТА СИСТЕМА, НА КОЯТО ЕФЕКТИВНОСТТА СЕ УВЕЛИЧАВА С ПОВИШАВАНЕ НА ВЪНШНАТА ТЕМПЕРАТУРА.

КАК РАБОТИ

При изпарителните охладители се използват охлаждащи панели тип CELdek
Система за разпределение на водата поддържа панелите със съответна влажност. Мощен центробежен вентилатор, разположен вътре в машината, аспирира въздух от външната среда, който преминава през наситения с вода панел и по този начин го охлажда.
Водата необходима за работа на машината е оборотна и се съхранява в самата машина.
Изпарителните охладители имат контролни уреди за регулиране на температурата, на влажността и за подновяване на използваната вода.
Въздухоохладителните апарати опазват околната среда. Те работят с много нисък разход на електроенергия, без използване на фреони, газ или други вредни химични вещества, с ниско ниво на шум.

ИЗПАРИТЕЛНОТО ОХЛАЖДАНЕ - ОСНОВНИ ПРИНЦИПИ
въздухоохладители

Въздухоохладителните апарати използват енергията на топлия въздух, за да изпаряват водата. Вентилаторът насочва прохладния въздух в помещението , като създава приятен и високо производи -телен климат.
Въздухоохладителните апарати опазват околната среда. Те работят с много нисък разход на електроенергия, без използване на фреони, газ или други вредни химични вещества, с ниско ниво на шум.
цитирай
2. djem - Иди доказвай че ел.уредите си харчат порядъчно ток, толкова за колкото са предвидени
21.01.2015 14:51
Например печка с мощност 1000 W (1 kW), работеща за 1 h, изразходва енергия 1 kWh (или 3,6 MJ). Електрическа крушка от 60 W за един час консумира 0,06 kWh енергия, а примерно за хиляда часа — 60 kWh. Ако една крушка от 100 W свети по 1 час на ден в течение на 30 дни, изразходваната енергия се изчислява на:
100 W · 30 h = 3 000 Wh = 3 kWh (или 10,8 MJ).
------------------------------
и после ми говорят че климатика уж бил икономичен, в стаята - студено и пак плащали по 150лв на месец че и повече. Да, ама не!
Производителите на ел.уреди използват незнанието на некомпетентните, за да си продават боклуците в чужбина, щото при тях този номер не върви!
цитирай
3. djem - Нали блог.бг направи ПРОФИЛАКТИКА на сърварите/цели 2 дни се мотахте
21.01.2015 14:53
защо пак системата е блокирала?
Защо коментарите се губят в "трета глуха"???
цитирай
Вашето мнение
За да оставите коментар, моля влезте с вашето потребителско име и парола.
Търсене

За този блог
Автор: dalida
Категория: Бизнес
Прочетен: 4248255
Постинги: 866
Коментари: 4368
Гласове: 23754