GAZLARIN DURUM DEĞİŞTİRMELERİ 1.Sabit Sıcaklık İşlemleri (İzoterm) ne demektir? Formülize ederek açıklayınız. Bir termodinamik işlem sırasında sıcaklık değişmiyorsa bu işleme sabit sıcaklık işlemi denir. Sabit sıcaklık işleminin P-v ve T-s diyagramları, Şekilde görülmektedir.
Sabit sıcaklıkta bir hâl değişiminde Ve transferine eşittir.
olur
sistemin işi sistemin ısı
Sisteme verilen ısı İŞ:
2.12 bar basınçtaki 0,3 m³ hava, sızdırmaz ve sürtünmesiz bir silindir piston düzeninde hacmi 0,9 m³ oluncaya kadar genişletilmektedir. İşlem sırasında sıcaklık sabit kaldığına göre havanın son basıncı kaç bar olur? VERİLENLER:
3. Sabit Basınç İşlemleri (İzobar) ne demektir? Formülize ederek açıklayınız. Bir termodinamik işlem sırasında basınç değişmiyorsa bu işleme sabit basınç işlemi denir. Sabit basınç işleminin P-v ve T-s diyagramları Şekilde görülmektedir.
İŞ
Birim kütle için ısı:
Entropi:
4. Sıcaklığı 1000 °C, hacmi 20 litre olan bir gaz, sabit basınçta 1600°C sıcaklığa kadar ısıtılmaktadır
(Cp=1,04 kJ/kgK, Cv=0,749 kJ/kgK alınacaktır). a) Gazın son hacmini, b) Sisteme verilen ısıyı, c) Yapılan işi hesaplayınız. VERİLENLER:
5.Sabit Hacim İşlemleri (İzohor) ne demektir? Formülize ederek açıklayınız. Bir termodinamik işlem sırasında hacim değişmiyorsa bu işleme sabit hacim işlemi denir. Sabit hacim işleminin P-v ve T-s diyagramları Şekilde görülmektedir.
P-v diyagramında 1-2 eğrisinin alt kısmında alan olmadığı için yapılan iş sıfırdır.
İç enerji sisteme verilen ısıysa eşittir (q=u). Birim kütle için ısı ise
Entropi de
6. Basınç göstergesi, yeni şişirilen bir lastiğin basıncını 50 °C’de 250 kPa göstermektedir. Hacmin sıcaklıkla değişmediğini varsayarak sıcaklığın 20 °C’ye azalması durumundaki gösterge basıncını ve soğumaya bağlı ısı kaybını hesaplayınız. (Cv=0,7165kJ/kgK alınız.) VERİLENLER:
7. Tersinir-Adyabatik İşlemleri (İzantropik) ne demektir? Formülize ederek açıklayınız.
P.Vk = Sabit bağıntısına uygun olarak değişen, ısı alış verişi olmayan işleme izantropik (veya tersinir adyabatik) işlem denir. Eşitlikteki k üssü, sabit basınç ve sabit hacimdeki özgül ısıların oranıdır ve
adyabatik üs olarak adlandırılır.
P-v ve T-s diyagramları, Şekilde görülmektedir.
İş:
Isı:
Entropi:
8.Sızdırmasız ve sürtünmesiz bir silindir piston düzeneğinde bulunan 100 kPa basınç ve 30 °C sıcaklıktaki 2 kg hava izantropik olarak 600 °C sıcaklığa kadar sıkıştırılmaktadır. Bu işlem sırasında yapılan iş ne kadardır? (R=0,287 kJ/kgK, k=1.4 alınacaktır.) VERİLENLER:
9.Politropik Hâl Değişimi ne demektir? Formülize ederek açıklayınız. P.Vn = sabit bağıntısına uygun olarak değişen işlemlere politropik işlem denir. Politropik işlem en genel ifadedir. Bu işlemde basınç, hacim ve sıcaklık sabit kalmadığı gibi ısı alışverişi de olabilir. Eşitlikteki n üssü politropik üs olarak adlandırılır. Politropik işlemde n 1’den 1,4’e kadar değişir. n=1 ise hâl değişimi sabit sıcaklıkta ve n=1,4 ise hâl değişimi adyabatiktir. Bir gaz ısı transferi olan tersinir bir işlemde durum değiştiriyorsa, P.Vn =sabit olmakta ve log P ve log v koordinatlarındaki görünümü Şekilde görüldüğü gibi, eğimi n olan bir doğru olmaktadır. Doğrunun eğimi
Politropik işlemde kullanılan bağıntılar
iş:
Tersinir politropik işlem sırasındaki ısı transferi
10.Bir silindir-piston düzeneğinde bulunan, 160 kPa basınç ve 27°C sıcaklıktaki 0,2 m³ azot gazı sistemin basıncı 1 MPa, sıcaklığı 160°C oluncaya kadar sıkıştırılmakta, işlem sırasında sisteme 30 kJ iş verilmektedir. İşlem sırasında çevreye olan ısı transferi ne kadardır? (Cv=0,7448kJ/kgK R=0,2968kJ/kgK alınacaktır.)
VERİLENLER:
11. P.Vk=sabit bağıntısına uygun olarak değişen, ısı alışverişi olmayan işlem hangi işlemdir? A) İzobar B) İzantropik C) İzohor D) Politropik 12. Bir termodinamik işlem sırasında sıcaklık değişmiyorsa bu işleme ne ad verilir? A) Politropik B) Tersinir adyabatik C) İzoterm D) İzohor 13. P.Vn=sabit bağıntısına uygun olarak değişen işleme ne ad verilir? A) Politropik B) İzobar C) İzoterm
D) İzohor
14.Aşağıda verilen P-V (Basınç-Hacim) diyagramlarının hangi hal durumunda olduklarını altlarına yazınız.
Sabit hacim (İzohor) işlemi
Sabit basınç (İzobar) işlemi
Sabit Sıcaklık (İzoterm) işlemi
15.Aşağıda verilen T-s (Sıcaklık-Entropi)diyagramlarının hangi hal durumunda olduklarını altlarına yazınız.
Sabit hacim (İzohor) işlemi
Sabit basınç (İzobar) işlemi
Sabit Sıcaklık (İzoterm) işlemi