Termodinamikaren Oinarriak eta Printzipioak

Oinarrizko Kontzeptuak

Termodinamika: Transferentzia-prozesuan energiaren eta substantzien arteko erlazioak aztertzen dituen zientzia. Energia: Efektu bat sortzeko gaitasuna (EZ EP). Beroa: Gorputzen arteko energia-transferentzia mota.

Sistema Termodinamikoak

• Masaren arabera: Itxiak, irekiak.
• Energiaren arabera: Isolatuak, ez-isolatuak.
• Osagai kopurua: Sustantzia puruak, ez-puruak.
• Fase kopurua: Homogeneoak, heterogeneoak.

Sistemaren Limiteak

Adiabatikoak/diatermoak, zurrunak/higikorrak, iragazkorrak/iragazkaitzak. V eta m estentsiboak dira, T intentsiboa.

Oreka Termodinamikoa

Sistema isolatu batean denborarekiko aldagaiak ez dira aldatzen. Oreka termikoa, mekanikoa eta kimikoa. Denborarekin sistema orekan jartzen da. Prozesu kuasiestatikoak eta prozesu leheneragarriak.

Egoera-ekuazioa

Orekan dagoen sistema baten egoera definitzen duten aldagai termodinamikoen funtzio-erlazioa. Esperimentalki lortua. PV=RT, Van der Waals. Jariakinen jokabidea (gasetik lurrunera pasatzea).

Gas Idealen Barne Energia

Translazio, errotazio eta bibrazioaren energia T-ren menpekoa da. Molekulen arteko elkarrekintzaren energia potentziala (Ep) T eta V-ren menpekoa da. Jouleren esperimentua: A eta B ganbarak, gasa/hutsa. P/2, 2V, T. P eta V ez dira konstanteak, U T-ren menpekoa da.

Gas Idealen Prozesuak

• Isobarikoak: P konstante.
• Isokoroak: V konstante.
• Isotermoak: T konstante.

Termodinamikaren Lehenengo Printzipioa

Barneko energiaren kontserbazio-legea: prozesu jakin batean, sistema baten barneko energia-aldaketa ingurunearekin trukatutako beroaren eta sistema eta ingurune arteko elkarreragin-indarrek egindako lanaren baliokide da. Enuntziatu hau honako era matematiko honetan adierazten da: ΔU = Q + W.

ΔE_I sistemaren barneko energia-aldaketa izanik, Q trukatutako beroa eta W burututako lana.

Eskuarki onartutako zeinu-araua dela eta, sistema batek xurgatutako Q bero-energia barneko energia gehitzeko eta lan bat gauzatzeko erabiltzen da; hortaz, termodinamikaren lehenengo printzipioa hobe litzateke honako era honetan idaztea: Q = ΔU + W.

Lehenengo Printzipioa Sistema Irekietan

Materia-fluxua. Erregimen egonkorrean: Sartzen den E = Ateratzen den E. Q = m(h2 - h1) + W.

Bernoulliren Ekuazioa

Jariakina likidoa bada, substantzia konprimaezina da, V1 = V2. 0 = (P1-P2)/ρ + (C2₂-C2₁)/2 + g(Z2-Z1) + W + (u2-u1-Q).

Egoera-ekuazioaren Aplikazio Ohikoak

• Turbinak
• Konpresoreak eta ponpak
• Toberak
• Estutze-prozesuak balbulatan
• Galdarak