Løsningsforslag til øving 6



Like dokumenter
Figur 1: Isoterm ekspansjon. For en gitt temperatur T endrer trykket seg langs den viste kurven.

KJ1042 Øving 5: Entalpi og entropi

KJ1042 Øving 3: Varme, arbeid og termodynamikkens første lov

EKSAMEN I FY1005 og TFY4165 TERMISK FYSIKK: LØSNINGSFORSLAG

r+r TFY4115 Fysikk Eksamenstrening: Løsningsforslag

Eksamen TFY4165 Termisk fysikk kl torsdag 15. desember 2016 Bokmål

T L) = H λ A T H., λ = varmeledningsevnen og A er stavens tverrsnitt-areal. eks. λ Al = 205 W/m K

Fysikk for ingeniører. 11. Termiske egenskaper. Løsninger på blandede oppgaver. Side 11-1

FORELESNING I TERMODYNAMIKK ONSDAG Tema for forelesningen var studiet av noen viktige reversible prosesser som involverer ideelle gasser.

Eksamen TFY4165 Termisk fysikk kl mandag 7. august 2017 Bokmål

Løsningsforslag til ukeoppgave 7

Eksamen FY1005/TFY4165 Termisk fysikk kl torsdag 6. juni 2013

Løsningsforslag til øving 10

SAMMENDRAG AV FORELESNING I TERMODYNAMIKK ONSDAG

2. Termodynamikkens lover Termodynamikkens 1. lov Energiutveksling i form av varme og arbeid Trykk-volum arbeid

Termofysikk: Ekstraoppgaver om varmekapasitet for gasser og termodynamikkens 1. lov uke 47-48

Løsningsforslag eksamen TFY desember 2010.

Kretsprosesser. 2. hovedsetning

Innhold. Innledning 13

Reversible prosesser: Termisk likevekt under hele prosessen Langsomt og kontrollert. [H&S] Kap.11. (1. hovedsetning.) Kretsprosesser.

KJ1042 Grunnleggende termodynamikk med laboratorium. Eksamen vår 2012 Løsninger

A 252 kg B 287 kg C 322 kg D 357 kg E 392 kg. Velg ett alternativ

EKSAMENSOPPGAVE. Eksamen i: Kje-1005 Termodynamikk og Kinetikk Dato: Torsdag 6.juni 2013 Tid: Kl 09:00 14:00 Sted: Teorifagbygget, hus 1, plan 3

Retningen til Spontane Prosesser

KJ1042 Grunnleggende termodynamikk med laboratorium. Eksamen vår 2011 Løsninger

TFY4106 Fysikk Eksamen 17. august V=V = 3 r=r ) V = 3V r=r ' 0:15 cm 3. = m=v 5 = 7:86 g=cm 3

Termodynamikk ΔU = Q - W. 1. Hovedsetning = Energibevarelse: (endring indre energi) = (varme inn) (arbeid utført)

Oppgave 1 V 1 V 4 V 2 V 3

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN TEP 4115 TERMODYNAMIKK 1 Lørdag 21. mai 2011 Tid: kl. 09:00-13:00

Løsningsskisse EKSAMEN i FYSIKK, 30. mai 2006

De viktigste formlene i KJ1042

a) Stempelet står i en posisjon som gjør at V 1 = m 3. Finn det totale spesikte volumet v 1 til inneholdet i tanken. Hva er temperaturen T 1?

SIO 1027 Termodynamikk I Noen formler og uttrykk som er viktige, samt noen stikkord fra de forskjellige kapitler,, Versjon 25/

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN TEP 4120 TERMODYNAMIKK 1 Tirsdag 9. desember 2008 Tid: kl. 09:00-13:00

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN TEP 4120 TERMODYNAMIKK 1 Mandag 6. desember 2010 Tid: kl. 09:00-13:00

EKSAMEN I FY1005 og TFY4165 TERMISK FYSIKK: LØSNINGSFORSLAG

Institutt for fysikk. Eksamen i TFY4106 FYSIKK Torsdag 6. august :00 13:00

Prosessteknikk eksamen 22/5-99. Løsningsforslag

Løysingsframlegg kontinuasjonseksamen TFY 4104 Fysikk august 2011

Språkform: Bokmål Navn: Truls Gundersen, Energi og Prosessteknikk Tlf.: (direkte) / (mobil) / (sekretær)

Til slutt skal vi se på termodynamikkens 2. hovedsetning, som gir retningslinjer for hvilken vei prosesser kan gå.

Løsningsforslag til øving 4

Fysikkolympiaden Norsk finale 2017

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN I EMNE TFY4125 FYSIKK

Eksamen TFY4165 Termisk fysikk kl august 2018 Nynorsk

Kretsprosesser. 2. hovedsetning

Flervalgsoppgave. Kollisjoner. Kap. 6. Arbeid og energi. Energibevaring. Konstant-akselerasjonslikninger REP

DET TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE FAKULTET

Løsningsforslag: Kontinuasjonseksamen TFY4115, august 2008

Faglig kontakt under eksamen: Navn: Anne Borg Tlf BOKMÅL. EKSAMEN I EMNE TFY4115 Fysikk Elektronikk og Teknisk kybernetikk

Termisk fysikk består av:

EKSAMENSOPPGAVE I FYS-2001

Eksamen i: Fys-2001 Statistisk fysikk og termodynamikk Dato: Tirsdag 26. februar 2013 Tid: Kl 09:00 13:00

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag Prøveeksamen i MAT-INF 1100, Høsten 2003

EKSAMEN I EMNE TFY4125 FYSIKK

Spesial-Oppsummering Høsten 2009 basert på Innspill fra Studenter

3. Massevirkningsloven eller likevektsuttrykk for en likevekt

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFY 4102 FYSIKK

KJ1042 Grunnleggende termodynamikk med laboratorium. Eksamen vår 2013 Løsninger

Kjemisk likevekt. La oss bruke denne reaksjonen som et eksempel når vi belyser likevekt.

Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet Institutt for fysikk. EKSAMEN I FAG TFY 4102 FYSIKK Fakultet for Naturvitenskap og teknologi

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR ELEKTRONIKK OG TELEKOMMUNIKASJON

gass Faglig kontakt under eksamen/fagleg kontakt under eksamen: Professor Edd A.Blekkan, tlf.:

Løsningsforslag til avsluttende eksamen i AST1100, høsten 2013

HØGSKOLEN I STAVANGER

Språkform: Bokmål Navn: Truls Gundersen, Energi og Prosessteknikk Tlf.: (direkte) / (mobil) / (sekretær)

Folkevandringstelling

1 C z I G + + = + + 2) Multiplikasjon av et tall med en parentes foregår ved å multiplisere tallet med alle leddene i parentesen, slik at

EKSAMENSOPPGAVE. Eksamen i: FYS Elektromagnetisme Fredag 31. august 2012 Kl 09:00 13:00 adm. Bygget, rom B154

Flervalgsoppgave. Arbeid og energi. Energibevaring. Kollisjoner REP Konstant-akselerasjonslikninger. Vi har sett på:

Språkform: Bokmål Navn: Truls Gundersen, Energi og Prosessteknikk Tlf.: (direkte) / (mobil) / (sekretær)

Universitetet i Oslo Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN TEP 4120 TERMODYNAMIKK 1 Mandag 17. desember 2012 Tid: kl. 09:00-13:00

Vi skal se på reaksjonen mellom hydrogengass og oksygengass til vanndamp:

Løysingsframlegg TFY 4104 Fysikk Hausten 2009

Repetisjonsoppgaver kapittel 5 løsningsforslag

Enkel matematikk for økonomer 1. Innhold. Parenteser, brøk og potenser. Ekstranotat, februar 2015

Kap. 24 Kapasitans og dielektrika. Van de Graaff generator. Kap Van de Graaff-generator i Gamle fysikk, 1952

Øvelsen går ut på å bestemme lydhastiheten i luft ved å undersøke stående bølger i et rør. Figur 2.1: Kundts rør med lydkilde og lydmåler.

Oppsummering av første del av kapitlet

TFE4101 Vår Løsningsforslag Øving 3. 1 Teorispørsmål. (20 poeng)

Fysikkonkurranse 1. runde november 2000

T 2. + RT 0 ln p 2 K + 0, K ln. kg K. 2) Først må vi nne massestraumen av luft frå energibalansen: 0 = ṁ 1 (h 1 h 2 ) + ṁ 3 (h 3 h 4 ) kg s

- Kinetisk og potensiell energi Kinetisk energi: Bevegelses energi. Kinetiske energi er avhengig av masse og fart. E kin = ½ mv 2

Retningen til Spontane Prosesser. Prosessers Retning

Språkform: Bokmål Navn: Truls Gundersen, Energi og Prosessteknikk Tlf.: (direkte) / (mobil) / (sekretær)

Sammendrag, forelesning onsdag 17/ Likevektsbetingelser og massevirkningsloven

Fasit oppdatert 10/9-03. Se opp for skrivefeil. Denne fasiten er ny!

Kap Termisk fysikk (varmelære, termodynamikk)

Arbeid og energi. Energibevaring.

Side 1 av 3/nyn. Kontakt under eksamen: Ivar S. Ertesvåg, tel. (735) EKSAMEN I FAG TEP4125 TERMODYNAMIKK 2 Onsdag 22. mai 2013 Tid:

Veiledning oppgave 4 kap. 3 (seminaruke 42): ECON 3610/4610

FAG: Fysikk FYS121 LÆRER: Fysikk : Per Henrik Hogstad (fellesdel) Kjetil Hals (linjedel)

Løsningsforslag til øving 1

EKSAMENSOPPGAVE. Eksamen i:kje-1005 Termodynamikk og kinetikk Dato: Torsdag 05. juni 2014 Tid: Kl 09:00 14:00 Sted: Teorifagbygget, hus 1, plan 2

Spørretime TEP Høsten Spørretime TEP Høsten 2009

TMA4100 Matematikk 1, 4. august 2014 Side 1 av 12. x 2 3x +2. x 2

Transkript:

Ogave 1 FY1005/FY4165 ermisk fysikk Institutt for fysikk NNU åren 2015 Entroiendring for kloss 1: Entroiendring for kloss 2: 1 2 Løsningsforslag til øving 6 0 1 dq 0 2 dq 0 Cd 1 0 Cd 2 C ln 0 1 C ln 0 2 iden total entroi ikke forandrer seg ved reversible rosesser i et termisk isolert system har vi dvs 1 + 2 Cln 0 / 1 +ln 0 / 2 Cln 2 0/ 1 2 0 0 1 2 Her er altså 0 og vi har også 0 siden volumutvidelsen kan neglisjeres Dermed er dvs G U U 1 + U 2 C 0 1 +C 0 2 C2 0 1 2 W max G U C 1 + 2 2 0 C 1 + 2 2 1 2 C 2 1 2 Med andre ord alltid ositiv eksergi dersom 1 2 som ventet Og likevektstemeraturen er som ventet størst dersom vi ikke tar ut noe energi i form av arbeid: I 0 R 0 1 + 2 1 2 1 2 2 1 2 2 > 0 Ogave 2 a Maksimalt arbeid er gitt ved W max 0 U 0 G For ideell gass har vi tidligere vist at C ln +nrln så med 0 får en 0 C ln 0 / For ideell gass er C konstant og U er uavhengig av volumet Dermed er endringen i indre energi U U 0 U C 0 Dermed: W max C 0 C 0 ln/ 0 b For toatomig ideell gass er C 5nR/2 dvs 5R/2 for ett mol gass n 1 arme avgitt til omgivelsene blir Q 0 Q U W max 0 C 0 ln/ 0 147 kj 1

Maksimalt arbeid: W max U Q 0 193 J c i kan drive en Carnotmaskin med varmen som trekkes ut av den ideelle gassen Omgivelsene er da lavtemeraturreservoaret med fast temeratur 0 mens den ideelle gassen er høytemeraturreservoaret med varierende temeratur τ der τ avtar fra til 0 Når gassen avkjøles fra τ til τ + dτ avgis varmen dq C dτ tilomgivelsenedτ < 0irkningsgradenerητ 1 0 /τslikatdw 1 0 /τ C dτ Utført arbeid blir: 0 W dw 1 0 /τc dτ C 0 C 0 ln/ 0 d ed adiabatisk eksansjon er γ konstant og γ 1 konstant med γ C /C for ideell gass og vi har dessuten nr Dermed: W a 0 1 d 1 0 / 1 γ d 1 γ 1 [ 1/ 0 γ 1 +1 nr γ 1 0/ +1 C 0 ed isoterm komresjon med temeratur 0 er 1 1 0 0 nr 0 slik at W i 0 1 d 1 nr 0 d 1 0 1 nr 0 ln/ 0 nr 0 γ 1 ln/ 0 γ 1 C 0 ln/ 0 Her er / 0 skrevet om til / 0 γ 1/γ 1 i omskrivingen i siste linje for å kunne innføre / 0 Og faktoren γ 1 kan skrives som C /C 1 C C /C nr/c i ser at summen av W a og W i tilsvarer W max Ogave 3 a i starter med som gir ved differensiering og bruk av DI H U + Fra dette finner vi d dh d H d + H d d d 1 H + d 1 [ H d + d d 2

ed å sammenligne koeffisientene foran d og d ser vi at 1 H 1 [ H Nå bruker vi at Dette betyr at 1 [ 2 H 1 2 2 [ H + 1 [ 2 H 1 Leddene med andrederiverte kansellerer å hver side ed å ordne litt å de resterende leddene får vi H som skulle vises Dette er entali-analogen til ligning 418 i PCH Ligning 418 var svært nyttig når en skulle finne et uttrykk for entroi-endringen i en generell reversibel rosess i et gass-system der en kontrollerer temeratur og volum Entali-motstykket til ligning 418 i PCH er en nyttig relasjon for systemer med sesifisert trykk Den er også svært nyttig for å finne tilsvarende uttrykk i magnetiske systemer Dette skyldes at det finnes en analogi mellom gass- og magnetsystemer der en assosierer trykk med ytre magnetfelt og volum med magnetisering I et magnetisk system er det ytre åtrykt magnetfelt som en vanligvis kontrollerer mens magnetiseringen er en resons å ytre felt Derfor er en analogi til systemer med sesifisert trykk istedet for sesifisert volum det mest hensiktsmessige Ligningen over er nyttig for å finne uttrykk for å beregne entroi-endringen i en generell reversibel rosess i et gass-system der en kan kontrollere trykk og temeratur Magnet-analogen til ligningen over er svært nyttig når en skal beregne entroi-endringen til i en generell reversibel rosess i et magnetsystem der en kontrollerer temeratur og ytre magnetfelt b Denne ogaven er ment å gi litt trening i bruk av differensialene til termodynamiske otensialer og for å gjøre seg litt kjent med relasjoner mellom ulike tisltandsfunksjonerog hvordan disse relasjonene fremkommer eknikkene vi bruker har vært nyttige i andre sammenhenger se ogaven over i starter med differensialet du d d U d + ed å sammenligne koeffisientene foran d og d finner vi U U 3 U d

Da har vi Dermed har vi idere ved å bruke differensialet [ U [ U 2 U 2 U df d d F F d + d og så sammenligne koeffisientene til d og d finner vi F F På samme måte som over har vi [ F [ F 2 F 2 F De to andre følger nå et velkjent mønster Differensialet for entalien H gir H H Dermed finner vi [ H [ H 2 H 2 H 4

Differensialet for Gibbs energi G gir Dermed finner vi [ G [ G G G 2 G 2 G 5