ENERJİ ANALİZİ - Deneme Sınavı - 10

Herhangi bir değişim sırasında, bir sistemin aldığı Q ısısı ile yaptığı W işi arasındaki fark gidilen yoldan bağımsız olup, sistemin iç enerjisindeki ΔE artışına eşittir. ΔE= Q‒W

Cevap: Termodinamiğin çevrim için birinci yasa ifadesinden Qnet=Wnet olacaktır. Burada Qgiren=4000 kJ/kg, Wnet=2800 kJ/kg olduğundan; Qçıkan =4600-2780=1820 kJ/kg ısı atılmaktadır.

Eğer bir ısı makinası aldığı ısının tamamını işe çevirseydi, verim %100 olurdu. İkinci yasa hiçbir ısı makinanın %100 verimle çalışmayacağını ifade eder.

I. Carnot çevrimi tüm işlemleri tersinir olan böylece, iki ısı kaynağı arasında çalışan ve en büyük verime sahip tek ideal çevrimdir. DOĞRU II. Carnot çevrimi, tamamen tersine çevrilebileceğinden, soğutma ve ısı pompaları içinde en büyük performansa sahip bir ters çevrim oluşturur. DOĞRU III. Carnot, kendi adıyla anılan Carnot çevriminden daha verimli ısı makinası yapılamayacağını ispat etmiştir. DOĞRU

Çözüm: Çevre hava, ısı alışverişi yaparken sıcaklığı değişmemektedir. O halde entropi değişimi: ΔSçevre= Qçevre /T0 kJ/K olarak yazılır. Burada hava Qçevre = 800 kJ ısı almaktadır. T0=400 K olduğuna göre çevre havanın entropisi ΔSçevre = 800/400=2.0 kJ/K kadar değişir.

COPCısı pompası =1/(1-T_L/T_H )=10 COPII=COP/〖COP〗_C =1,8/10=0,18

İfadelerin üçü de doğrudur.

e=W/Q=2000 J/10000 J= 0,20=%20

ΔS= S2‒S1=Q/T=〖3,34x10〗^5/(273 K)=1,22x103 J/K

I. makina QH=5000 J ve Qc=-4500 J demek ki W=5000-4500=500J ve e=50000J/5000J=0,1 II. makina benzer şekilde 0,08 III. makina 0,125

Qa=Qatıaln+W

SÜREKLİ REJİM tanımı

ersinir İşlem ve Carnot Çevrimi: Tersinir işlem, çevrede hiçbir tesir bırakmayacak şekilde tamamen tersine işletilebilen işlemdir. Bu tanımdaki “çevrede hiçbir tesir bırakmayarak” deyimi çok önemlidir. Gerçek işlemlerde sürtünme, kimyasal işlemler, yanma, karışım, gazların karışımı, genişleme, ısı geçişi gibi sebeplerden hiçbir olayın tamamen tersine işletilmesi yani tersinir olabilmesi mümkün değildir. Şekil 4.11çok iyi bildiğiniz iki örneği içermektedir. Bir pastanın yapımı bir çok malzemenin karıştırılması ve bir pişirme işlemi içerir. Pasta elde edildikten sonra tekrar malzemeleri eski haliyle elde etme yani tersine işlem olanağı yoktur. İşlem tersimezdir. Aynı şekilde gördüğünüz kaza geçirmiş arabanın tekrar hiç kazasız haline dönmesi mümkün değildir. Kaza sırasında can kaybıda olmuşsa, tersinmezliğin anlamını çok kolay fark edebiliriz. Gerçek işlemlerin “çevrede hiçbir tesir bırakmayarak” tersine işletilmesi gerçekleştirilemez. Tamamen tersine işletilebilen işlemler gerçek hayatımızda yoktur. Tersinir işlemleri referans olarak kullanabiliriz. Örneğin bütün işlemleri tersinir olan bir tersinir çevrim tanımlanarak çevrimler için bir üst sınır bulunabilir. Böylece gerçek ısı makineleri ve soğutma makinelerinin ikinci yasaya göre ne kadar iyi oldukları tespit edilir. Bu referans çevrim ise Carnot çevrimi’dir.

Verim=1-(Toda/Tısı)=1-(300/1200)=0,75

Bu ifadeye göre, tersinir bir hal de ğişimi olduğunda sistemin entropisi S1-S2 kadar değişti deriz. Tersinir hal değişimi üzerinde ayrıca duracağız. Adyabatik hal değişimlerinde ısı geçişi olmadığına göre, bir tersinir adyabatik hal değişimi için entropi değişimi S2-S1=0 ya da S2=S1

Bir Kontrol Hacmi İçin İkinci Yasa

Bir sistemin bulunduğu halden tamamen tersinir şekilde çevre ile dengeye gelinceye kadar hal değiştirmesi sağlanırsa sistem en büyük teorik yararlı işi yapmış olur ki buna kullanılabilirlik ya da ekserji adı verilir.

örnek uygulama 8