inhoudsopgave

INH OU D

Notaties

13

Voorwoord

17

Hoofdstuk : Ideale Gassen . . . . .

. .

Definitie Ideale gaswet Temperatuur Soortelijke warmte Mengsels van ideale gassen 1.5.1 De wet van Dalton 1.5.2 De equivalente molaire massa 1.5.3 De soortelijke warmte 1.5.4 De partiĂŤle volumes 1.5.5 De massa en volumetrische samenstelling 1.5.6 De bepaling van de partieeldruk 1.5.7 Het verband tussen massa en volumeaandelen 1.5.8 Enkele voorbeelden ReĂŤle gassen (Van der Waals)* Opdrachten

Hoofdstuk : . . . . .

19 19 20 20 21 21 23 23 24 26 26 26 27 29 32

Warmte en arbeid

Definities Inwendige energie De eerste hoofdwet Uitwendige arbeid Inwendige energie: bespreking 2.5.1 Ideaal gas

35 41 42 43 45 45

6

THERMODYNAMICA

.

.

2.5.2 Inwendige energie vloei- en vaste stoffen 2.5.3 Toepassing: vrije expansie Soortelijke warmte 2.6.1. Soortelijke warmte bij constant volume 2.6.2 Soortelijke warmte bij constante druk 2.6.3 Inwendige energie en soortelijke warmte 2.6.4 De formule van Mayer 2.6.5 Vaste stoffen en vloeistoffen 2.6.6 Invloed van de temperatuur 2.6.7 De isentropische exponent Gemiddelde soortelijke warmte*

Hoofdstuk : . . . . . .

.

.

.

Toestandsveranderingen bij ideale gassen

Inleiding De isotherme toestandsverandering De isochore toestandsverandering De isobare toestandsverandering De adiabatische toestandsverandering De polytropische toestandsverandering 3.6.1 Motivatie 3.6.2 De toestandsvergelijking 3.6.3 De compressiearbeid 3.6.4 De bepaling van de polytropische exponent 3.6.5 De warmtehoeveelheid 3.6.6 Uitbreiding Opdracht

Hoofdstuk :

45 46 47 47 48 48 49 50 51 52 54

57 58 59 60 61 65 65 66 66 67 68 68 70

Dampen

De aggregatietoestanden 4.1.1 Smelten en stollen 4.1.2 Verdampen en condenseren 4.1.3 Het pT-diagram Thermodynamica van de dampen 4.2.1 Verdampen in het Tv-diagram 4.2.2 Het pv-diagram 4.2.3 Het dampgehalte

71 71 74 75 77 77 82 85

7

INHOUD

. .

4.2.4 Het gebruik van damptabellen Enkele voorbeelden Opdrachten

Hoofdstuk : . . . . . . . . . .

88 91 96

Enthalpie

Definitie De eerste hoofdwet De soortelijke warmte De enthalpie bij ideale gassen Isobare processen Het dampgehalte Het druk-enthalpie diagram COOLPACK Enkele voorbeelden Opdrachten

97 97 98 99 100 101 102 104 106 113

Hoofdstuk : Open systemen . .

.

.

.

De eerste hoofdwet Technische arbeid en verplaatsingsarbeid 6.2.1 De zuigercompressor 6.2.2 Uitbreiding 6.2.3 De energiewet voor open systemen Ideale gassen 6.3.1 Polytrope toestandsveranderingen 6.3.2 Isotherme toestandsveranderingen 6.3.3 Isochore toestandsveranderingen 6.3.4 Isobare toestandsveranderingen Enkele voorbeelden van open systemen 6.4.1 De compressor 6.4.2 De pomp 6.4.3 De turbine 6.4.4 De warmtewisselaars Het debiet 6.5.1 Stroomlijnen 6.5.2 Het volumetrisch debiet 6.5.3 Het massadebiet

115 117 117 120 121 122 122 124 124 124 125 125 128 129 130 137 137 137 138

8

THERMODYNAMICA

.

.

.

6.5.4 De continu誰teitsvergelijking Het arbeidsvermogen 6.6.1 Definitie 6.6.2 Een voorbeeld De warmtestroom 6.7.1 Definitie 6.7.2 Warmtewisseling bij warmtewisselaars Opdracht

Hoofdstuk : . .

. .

. . .

. .

. .

Entropie

Definitie De entropie bij ideale gassen 7.2.1 Het opstellen van de vergelijkingen 7.2.2 Ts-diagram 7.2.3 Een voorbeeld Entropie bij vloeistoffen Het Ts-diagram van een damp 7.4.1 Het opstellen van het diagram 7.4.2 Het dampgehalte Het hs-diagram Enkele voorbeelden Opdrachten

Hoofdstuk :

139 140 140 141 143 143 144 148

151 153 153 156 157 158 158 158 162 163 166 170

Kringprocessen

Definitie Positieve kringprocessen 8.2.1 Gesloten systemen 8.2.2 Open systemen 8.2.3 Het thermisch rendement 8.2.4 De Carnotcyclus 8.2.5 Meer dan twee warmtereservoirs De tweede hoofdwet van de thermodynamica De stoomturbinekringloop 8.4.1 Algemeen 8.4.2 Het Rankineproces 8.4.3 Voorbeeld

171 172 172 175 177 178 179 183 184 184 186 189

9

INHOUD

.

.

.

.

. .

8.4.4 Oververhitting 8.4.5 Heroververhitting 8.4.6 Opdrachten Voedingswatervoorverwarming* 8.5.1 Een eenvoudig geval 8.5.2 Met oppervlaktewarmtewisselaars 8.5.3 Een voorbeeld Gesloten kringprocessen* 8.6.1 Werking 8.6.2 De benzinemotor 8.6.3 Andere zuigermotoren - Dieselmotor Negatieve kringprocessen 8.7.1 Algemeen 8.7.2 De koelfactor(CoP) 8.7.3 De Carnotcyclus 8.7.4 De tweede hoofdwet van de thermodynamica 8.7.5 Het begrip omgeving De compressiekoelmachine 8.8.1 Het principe 8.8.2 Een voorbeeld De minimumarbeid om iets te koelen* Opdrachten

Hoofdstuk : .

. . . . . . . . . . . .

191 193 196 197 197 200 207 210 210 211 214 215 215 217 219 220 222 222 222 224 228 232

Wrijving

De eerste hoofdwet voor gesloten systemen 9.1.1 Wrijvingsarbeid Ww 9.1.2 De eerste hoofdwet Entropie en wrijvingsarbeid Enthalpie en entropie Open systemen Vergelijkingen bij wrijving Enkele voorbeelden Adiabatische systemen Niet-adiabatische systemen Wrijvingsvermogen Smoringsprocessen Kringprocessen De Gasturbinecyclus

239 239 241 242 244 245 246 250 254 256 257 258 260 261

10

THERMODYNAMICA

9.12.1 Het schakelschema 9.12.2 Het toestandsdiagram 9.12.3 Een numerisch voorbeeld De compressiekoelmachine 9.13.1 Als er geen wrijving optreedt 9.13.2 Als er wel wrijving optreedt 9.13.3 Het geval zonder expansiemotor De stoomturbinekringloop Opdrachten

.

. .

Hoofdstuk . . . .

.

.

Straalpijpen

Algemeen De berekening van de snelheid Het debiet De kritische grootheden 10.4.1 De kritische druk 10.4.2 Het kritisch soortelijk volume 10.4.3 De kritische snelheid 10.4.4 Een voorbeeld Bespreking 10.5.1 Het opstellen van de vergelijkingen 10.5.2 De straalbuis 10.5.3 De diffusor Het gedrag van een straalbuis bij variabele tegendruk 10.6.1 Convergente straalbuis 10.6.2 Convergent-divergente straalbuis 10.6.3 Een voorbeeld

Hoofdstuk .

:

:

261 262 263 266 266 267 271 273 274

277 277 278 281 281 282 282 283 285 285 287 288 289 289 292 297

Irreversibiliteit*

Evenwichtige processen 11.1.1 Definitie 11.1.2 Thermisch evenwicht 11.1.3 Mechanisch evenwicht 11.1.4 Diffusie 11.1.5 Besluiten 11.1.6 Spontaan verlopende processen

299 299 299 302 304 304 305

11

INHOUD

.

Omkeerbare en onomkeerbare processen 11.2.1 Definitie 11.2.2 Expansie/compressie 11.2.3 Wrijving 11.2.4 Warmteoverdracht 11.2.5 Diffusie

305 305 306 309 310 312

.

Besluiten

312

.

Dissipatieve processen

313

.

De invloed van de warmteoverdracht

314

.

Irreversibiliteit en entropie 11.6.1 Irreversibiliteit van de warmteoverdracht 11.6.2 Dissipatie-energie 11.6.3 Diffusie 11.6.4 Vrije expansie 11.6.5 Entropiebalans bij stromingsproces

316 316 319 320 321 323

Hoofdstuk

:

Exergie en anergie*

.

Energieomzettingen

329

.

Exergie en anergie

330

.

Exergie van een warmtehoeveelheid 12.3.1 Bepaling 12.3.2 Exergetisch rendement 12.3.3 Enkele voorbeelden

331 331 333 335

.

Exergie van een stromend flu誰dum

340

.

Exergieverlies en entropiecreatie 12.5.1 Exergetisch rendement 12.5.2 Enkele voorbeelden

341 343 344

.

Exergiestromen

346

Trefwoordenregister

351

Aanbevolen literatuur

359