Luku 6 TERMODYNAMIIKAN TOINEN PÄÄSÄÄNTÖ

Koko: px
Aloita esitys sivulta:

Download "Luku 6 TERMODYNAMIIKAN TOINEN PÄÄSÄÄNTÖ"

Transkriptio

1 Thermodynamics: An Engineering Approach, 7 th Edition Yunus A. Cengel, Michael A. Boles McGraw-Hill, 2011 Luku 6 TERMODYNAMIIKAN TOINEN PÄÄSÄÄNTÖ Pentti Saarenrinne Copyright TUT and The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Tavoitteet Esitellä toinen pääsääntö. Tunnistaa toimiviksi prosesseiksi ne, jotka noudattavat termodynamiikan ensimmäistä ja toista pääsääntöä. Keskustella energian varastoinnista, palautuvista ja palautumattomista prosesseista, lämpövoimakoneista, jäähdytyskoneista ja lämpöpumpuista. Kuvata Kelvin Planckin ja Clausiusiuksen määritelmät termodynamiikan toisesta pääsäännöstä. Keskustella ikiliikkujista. Soveltaa termodynamiikan toista pääsääntöä kiertoprosesseihin ja jaksollisesti toimiviin laitteisiin. Soveltaa toista pääsääntöä absoluuttisen lämpötila-asteikon kehittämiseen. Kuvata Carnot-kiertoprosessi. Perehtyä Carnotin periaatteisiin, ideaalisiin Carnot-lämpövoimakoneisiin, jäähdytyskoneisiin ja lämpöpumppuihin. Johtaa lämpövoimakoneiden hyötysuhteiden lausekkeet ja suorituskykykertoimien palautuville lämpövoimakoneille, lämpöpumpuille ja jäähdytyskoneille. 2 1

2 JOHDATUS TOISEEN PÄÄSÄÄNTÖÖN Kuuma kahvi ei lämpene kylmässä huoneessa. Lämmöntuonti potkuriin ei saa sitä pyörimään. Lämmöntuonti johtimeen ei synnytä sähköä. Nämä prosessit eivät voi tapahtua vaikka ne eivät ole ensimmäisen pääsäännön vastaisia. 3 Prosessit voivat tapahtua vain tiettyyn suuntaan, ei vastakkaiseen suuntaan. Prosessin täytyy noudattaa termodynamiikan ensimmäistä ja toista pääsääntöä toimiakseen. MIHIN TOISTA PÄÄSÄÄNTÖÄ VOIDAAN KÄYTTÄÄ? 1. Toisen pääsäännön avulla voidaan tunnistaa prosessien suunta. 2. Toinen pääsääntö myös vaatii, että energialla on laatu yhtähyvin kuin määrä. Ensimmäinen pääsääntö käsittelee energian määrää ja sen muuntamista muodosta toiseen välittämättä sen laadusta. Toinen pääsääntö tarjoaa keinot määritellä energian laatu ja sen rapautuminen prosessissa. 3. Toisen pääsäännön avulla voidaan myös määritellä suorituskyvyn teoreettiset rajat yleisesti käytetyille koneille, kuten lämpövoimakoneet ja jäähdytyskoneet, kuten myös kemiallisten reaktioiden toteutumisasteelle. 4 2

3 LÄMPÖENERGIAVARASTOT Suuret ainemäärät voidaan mallintaa tarkasti lämpöenergiavarastoina. Lähde tuottaa energiaa lämpönä ja nielu absorboi sitä. Hypoteettista suurta ainemäärää, jolla on suuri lämpöenergiakapasiteetti (massa x ominaislämpö), joka voi tuottaa tai absorboida äärellisen määrän lämpöä muuttamatta lämpötilaansa, kutsutaan lämpöenergiavarastoksi tai vain varastoksi. Käytännössä, suuret ainemäärät vettä kuten valtameret, järvet ja joet kuten myös ilmakehä voidaan mallintaa tarkasti lämpöenergiavarastoina niiden suuren lämpöenergiavarastokapasiteetn tai termisen massan vuoksi. 5 LÄMPÖVOIMAKONEET Työ voidaan aina muuntaa täydellisesti suoraan lämmöksi mutta käänteinen ilmiö ei voi tapahtua. Osa voimakoneen vastanottamasta lämmöstä muunnetaan työksi, kun taas loput hylätään nieluun. Ovat laitteita, jotka muuntavat lämpöenergian työksi 1. Ne vastaanottavat energiaa korkeassa lämpötilassa olevasta lähteestä (aurinkoenergia, öljykattila, ydinreaktori, jne.). 2. Ne muuntavat osan tästä energiasta työksi (yleensä pyörivän akselin työksi.) 3. Ne poistavat jäännöslämmön alhaisessa lämpötilassa olevaan nieluun (ilmakehään, jokiin, jne.). 4. Ne ovat kiertoprosesseja. Lämpövoimakoneet ja muut jaksollisesti toimivat koneet sisältävät nestettä, johon ja josta lämpöä siirretään kiertoprosessissa. Nestettä kutsutaan työväliaineeksi. 6 3

4 Höyryvoimalaitos E in -E out = E Q-W= U Osa lämpövoimakoneen tuottamasta työstä kuluu jatkuvan toiminnan ylläpitoon. U=0, kiertoprosessille Q in = höyrykattilaan korkean lämpötilan lähteestä tuotu lämpöenergia Q out = lauhduttimessa matalan lämpötilan nieluun (ilmakehä, järvi, jne.) poistettu lämpöenergia W out = höyryn paisunnan turbiinissa tekemä työ W in = veden paineen noston kattilan paineeseen vaatima työ 7 Hiilivoimalaitoksen periaatepiirros 8 4

5 Terminen hyötysuhde Lämpövoimakoneen kaavio. Toiset lämpövoimakoneet toimivat paremmin kuin toiset (muuntavat suuremman osan vastaanottamastaan energiasta työksi). Jopa tehokkaimmat lämpövoimakoneet poistavat melkein puolet vastaanottamastaan energiasta jätelämmöksi. 9 Voidaanko Q out säästää? Lämpövoimakoneen kiertoprosessia ei voida toteuttaa poistamatta osaa lämpöenergiasta matalan lämpötilan nieluun. Jokaisen lämpövoimakoneen täytyy tuhlata osa saamastaan energiasta poistamalla se matalan lämpötilan varastoon kiertoprosessin sulkeutumiseksi, jopa ideaalisissa olosuhteissa. Höyryvoimalaitoksessa, lauhdutin on laite, jossa suuria määriä jätelämpöä poistetetaan jokiin, järviin tai ilmakehään. Emmekö voi yksinkertaisesti poistaa laitoksen lauhdutinta ja säästää kaikki poistettu energia.? Vastaus on, valitettavasti, ehdoton ei, siitä yksinkertaisesta syystä, että ilman lämpöenergian lauhduttimessa tapahtuvaa poistoa, kiertoprosessi ei ole toimiva. 10 5

6 Esimerkki 1. Lämpöä siirretään tulipesästä lämpövoimakoneeseen 80 MW teholla. Jos jätelämpöä siirretään jokeen 50 MW teholla, niin laske tämän lämpövoimakoneen tuottoteho ja terminen hyötysuhde! 11 Termodynamikan toinen pääsääntö: Kelvin Planck väittämä Mikään kiertoprosessina toimiva laite ei voi vastaanottaa lämpöä vain yhdestä lähteestä ja tuottaa samalla äärellistä määrää työtä. Yhdelläkään lämpövoimakoneella ei voi 100 % hyötysuhdetta, jotta voimalaitos voi toimia, työväliaineen täytyy siirtää lämpöä ympäristön samoin kuin tulipesän kanssa. 100 % hyötysuhteen omaavan lämpövoimakoneen olemassa olon mahdottomuus ei johdu kitkan tai dissipatiivisten tekijöiden olemassa olosta. Kyseeessä on rajoitus, joka pätee sekä ideaalisille, että todellisille lämpövoimakoneille. Lämpövoimakone, joka toimii vastoin toista pääsääntöä ja Kelvin Planck väittämää. 12 6

7 JÄÄHDYTYSKONEET JA LÄMPÖPUMPUT Lämmönsiirtäminen matalan lämpötilan lähtestä korkean lämpötilan lähteeseen vaatii jäähdytyskoneen käyttöä. Jäähdytyskoneet, kuten lämpövoimakoneetkin, ovat kiertoprosesseja. Jäähdytyskoneen työväliainetta kutsutaan kylmäaineeksi. Yleisimmin käytetty jäähdytysprosessi on höyrypuristus- jäähdytysprosessi. Jäähdytyskoneen komponentit ja sen tyypillinen toimintaympäristö. Kotitalouksien jääkaapeissa pakastinlokero, jossa jäähdytysneste absorboi lämpöä, toimii höyrystyminenä ja rivasto jääkaapin takana, jossa lämpö dissipoidaan keittiöön, toimii lauhduttimena. 13 Tehokerroin Jäähdytyskoneen hyötysuhde ilmaistaan tehokertoimella (the coefficient of performance, COP). Jäähdytyskoneen tarkoitus on siirtää lämpö(energia) (Q L ) pois jäähdytettävästä tilasta. Jäähdytyskoneen tarkoitus on poistaa Q L jäähdyttettävästä tilasta. Voiko kertoimen COP R arvo olla suurempi kuin yksi? 14 7

8 Lämpöpumpun Lämpöpumput tarkoitus on siirtää lämpö Q H lämpimämpään tilaan. Lämpöpumppuun tuotu työ käytetään energian siirtoon kylmemmästä ulkopuolisesta ympäristöstä lämpimään vakio Q L ja Q H arvoilla sisätilaan.. Voiko lämpökertoimen COP HP arvo olla pienempi kuin yksi? Mitä tilannetta COP HP =1 vastaa? 15 Useimmilla nykyisin käytössä olevilla lämpöpumpuilla on lämpökertoimen COP kausikeskiarvo kaksi-kolme. Useimmat lämpöpumput käyttävät talvella ulkoilmaa lämmönlähteenä (ilmalämpöpumput HP). Kylmässä ilmastossa niiden tehokkuus laskee merkittävästi, kun ulkolämpötila on pakkasella. Tällaisissa tapauksissa voidaan käyttää geotermistä LP, joka käyttää maaperää lämmönlähteenä. Tällaiset ilmapumput ovat kalliimpia, mutta samalla myös tehokkaampia. Ilmastointilaitteet ovat periaatteessa jäähdytyskoneita joiden jähdytettävä tila on huone tai rakennus ruuan säilytystilan sijaan. Käänteisesti asennettu ilmastointikone toimii Jäähdytyskoneen tehokerroin laskee lämpöpumppuna. jäähdytyslämpötilan laskiessa. Siksi ei ole taloudellista jäähdyttää tarvittavaa lämpötilaa alhaisempaan lämpötilaan. Energy efficiency rating (EER): Kylmästä tilasta siirretty lämpömäärä Btu na käytettyä sähköenergiaa 1 Wh (wattituntia) kohden. 16 8

9 Esimerkkejä 1. Pakastimen ruokaosastoa pidetään 4 C lämpötilassa poistamalla lämpöä 360 kj/min. Jos pakastimen vaatima teho on 2 kw, niin laske a. Pakastimen tehokerroin COP b. Huoneeseen siirtyvä lämpöteho 2. Taloa lämmitetään lämpöpumpulla. Sisälämpötila pidetään 20 C. Eräänä päivänä ulkolämpötila oli - 2 C, jolloin talon arvioidaan kuluttavan lämpöä kj/h. Jos lämpöpumpulla on tälöin COP=2,5 niin laske a. Lämpöpumpun kuluttama sähköteho b. Ulkoilmasta siirretty lämpövirran suuruus. 17 Termodynamiikan toinen pääsääntö: Clausiuksen väittämä On mahdotonta rakentaa kiertoprosessia, jolla ei ole muuta vaikutusta, kuin lämmön siirtämäminen alhaisemman lämpötilan varastosta korkeamman lämpötilan varastoon. Siinä todetaan, että jäähdytyskone ei voi toimia jos kompressoria ei käytetä ulkopuolisella teholähteellä kuten sähkömoottorilla. Tällöin netto vaikutus ympäristöön on energian kulutus työnä ja sen lisäksi lämmönsiirtymisenä kylmemmästä lähteestä lämpimämpään. Tähän päivään mennessä ei ole tehty koetta, joka olisi vastoin toista pääsääntöä, ja sitä on pidettävä riittävänä todistuksena sen pätevyydestä. Jäähdytin, joka on vastoin Clausiuksen väittämää ja toista pääsääntöä. 18 9

10 Väittämien yhtäpitävyys Todistus joka on vastoin Kelvin Planck:in väittämää on myös vastoin Clausiuksen väittämää. Kelvin Planck:in ja Clausiuksen väittämät ovat yhtäpitäviä seurauksiltaan ja kumpaa tahansa väittämää voidaan pitää termodynamiikan toisen pääsäännön ilmaisuna. Kaikki laitteet, jotka ovat vastoin Kelvin Planck:in väittämää, ovat myös vastoin Clausiuksen väittämää ja päinvastoin. 19 Ikiliikkujat (Perpetual-motion machines) Ikiliikkuja, joka on vastoin ensimmäistä pääsääntöä (PMM1). Ikiliikkuja joka on vastoin toista termodynamiikan pääsääntöä (PMM2). Ikiliikkuja: Mikä tahansa laite, joka on vastoin ensimmäistä ja toista pääsääntöä. Laite, joka on vastoin ensimmäistä pääsääntöä (luomalla energiaa) kutsutaan I-lajin ikiliikkujaksi (PMM1). Laitetta, joka on vastoin toista pääsääntöä kutsutaan II-lajin ikiliikkujaksi (PMM2). Lukuisista yrityksistä huolimatta, yhdenkään ikiliikkujan ei tiedetä toimineen. Jos jokin kuullostaa liian hyvältä ollakseen totta, niin sitä se myöskin on

11 PALAUTUVAT JA PALAUTUMATTOMAT PROSESSIT Palautuvat prosessit: Prosessi, joka voidaan palauttaa alkutilaan ilman mitään muutoksia ympäristössä. Plautumaton prosessi: Prosessi, joka ei ole palautuva. Kaikki luonnossa esiintyvät prosessit ovat palautumattomia. Miksi olemme niin kiinnostuneita palautuvista prosesseista? (1) niitä on helppo analysoida ja (2) ne palvelevat ideaalisina malleina (teoreettisina rajatapauksina), joihin reaaliprosesseja voidaan verrata. Toiset prosessit ovat enemmän palautumattomia kuin toiset. Me yritämme approksimoida palautuvia prosesseja. Miksi? Kaksi tuttua palautuvaa prosessia. Palautuvat prosessit tuottavat eniten ja kuluttavat vähiten työtä. 21 Kitka tekee prosessista palautumat toman. Syitä, jotka tekevät prosessista palautumatton kutsutaan palautumattomuuksiksi. Niihin kuuluuvat kitka, rajoittamaton paisunta, kahden nesteen sekoittaminen, lämmönsiirtyminen äärellisen lämpötilaeron yli, sähkövastus, kiinteiden aineiden epäelastinen muodonmuutos ja kemialliset reaktiot. Näistä minkä tahansa syyn olemassa olo tekee prosessista palautumattoman. (a) Lämmön siirtyminen lämpötilaeron yli on palautumaton ja (b) palautuva prosessi on mahdoton. Palautumattomuuksia Palautumattomat puristusja paisuntaprosessit

12 Sisäisesti ja ulkoisesti palautuvat prosessit Sisäisesti palautuvat prosessit: Jos kontrollitilavuuden sisällä ei esiinny palatumattomuuksia prosessin kuluessa. Ulkoisesti palautuvat: Kontrollitilavuuden ulkopuolella ei esiinny palautumattomuuksia. Täysin palautuvat prosessit: Niissä ei ole kontrollitilavuuden sisäisiä eikä ulkoisia palautumattomuuksia. Täysin palautuvassa prosessissa ei ole lämmönsiirtymistä äärellisen lämpötiaeron yli, ei liki tasapainotilassa tapahtuvia muutoksia ja ei kitkaa tai muita dissipatiivisia tekijöitä. dt T Palautuvassa prosessissa ei ole sisäisiä ja ulkoisia palautumattomuuksia. Täysin sekä sisäisesti palautuvia lämmönsiirtoprosesseja. 23 CARNOTkiertopro -sessi Carnot kiertoprosessi, suljettu systeemi. Palautuva isoterminen paisunta (prosessi 1-2, T H = vakio) Palautuva adiabaattinen paisunta (prosessi 2-3, lämpötila laskee T H: :sta T L: :ään) Palautuva isoterminen puristus (prosessi 3-4, T L = vakio) Palautuva adiabaattinen puristus (prosessi 4-1, lämpötila nouseet L :stä T H :n) 24 12

13 Carnot -prosessin P-V kaavio. Palautuva Carnot kiertoprosessi Käännetyn Carnot prosessin P-V kaavio. Carnot lämpövoimakoneen kiertoprosessi on täysin palautuva kiertoprosessi. Siksi kaikki siinä olevat prosessit voidaan kääntää, jolloin siitä tulee Carnot -jäähdytyskiertoprosessi. 25 CARNOT- PERIAATTEET th,irrev> th,rev? Carnot-periaatteet. Ensimmäisen Carnot-periaatteen todistus. 1. Palautumattoman lämpövoimakoneen hyötysuhde on aina pienempi kuin palautuvan kiertoprosessin, joka toimii samojen lämpövarastojen välillä. 2. Kaikkien palautuvien lämpövoimakoneiden hyötysuhde, jotka toimivat samojen lämpövarastojen välillä, ovat samat

14 TERMODYNAAMINEN LÄMPÖTILA-ASTEIKKO Kaikilla palautuvilla lämpövoimakoneilla, jotka toimivat samojen lämpövarastojen välillä, on samat hyötysuhteet. Lämpötila-asteikkoa, joka on riippumaton lämpötilan mittaukseen käytettyjen välineiden ominaisuuksista kutsutaan termodynaamiseksi lämpötila-asteikoksi. Tällainen lämpötilaasteikko on hyvin käytännöllinen termodynaamisissa laskelmisssa. Termodynaamisen lämpötila-asteikon kehittämiseen käytetty lämpövoimakoneiden järjestelmä. 27 Tätä lämpötila-asteikkoa kutsutaan Kelvinasteikoksi, ja lämpötiloja tällä asteikolla kutsutaan absoluuttisiksi lämpötiloiksi. Palautuville kiertoprosesseille lämmönsiirtosuhde Q H /Q L voidaan korvata absoluuttisella lämpötilasuhteella T H /T L. Ajatuksellinen kokeellinen koejärjestely termodynaamisten lämpötilojen määrittämiseen Kelvin-asteikolla mittaamalla lämmönsiirrot Q H ja Q L

15 CARNOT-LÄMPÖVOIMAKONE Mikä tahansa lämpövoimakone Carnotlämpövoimakone on tehokkain kaikista lämpövoimakoneista, jotka toimivat samojen korkean ja matalan lämpötilan varastojen välillä. Carnot-lämpövoimakone Millään lämpövoimakoneella ei voi olla suurempaa hyötysuhdetta kuin palautuvalla lämpövoimakoneella, joka toimii samojen korkean ja matalan lämpötilan varastojen välillä. 29 Esimerkki 1. Carnot lämpövoimakone vastaanottaa 500 kj/kierros lämpöenergiaa korkean lämpötilan varastosta 652 C ja poistaa lämpöaa matalan lämpötilan varastoon 30 C. Laske a. Tämän Carnot lämpövoimakoneen terminen hyötysuhde b. Poistettu lämpömäärä kierrosta kohden

16 Energian laatu Se osuus lämmöstä, joka voidaan muuttaa työksi, lähteen lämpötilan funktiona. Voimmeko käyttää C yksikköä tässä? Miten Carnotlämpövoimakoneen termistä hyötysuhdetta voidaan kasvattaa? Miten todellisten lämpövoimakoneiden? Mitä korkeammassa lämpötilassa lämpöenergia on, sen korkeampi on sen laatu. 31 CARNOT-JÄÄHDYTYSKONE JA - LÄMPÖPUMPPU Mikä tahansa jäähdytyskone tai lämpöpumppu Carnot-jäähdytyskone tai lämpöpumppu Millään jäähdytyskoneella ei voi olla korkeampaa tehokerrointa (COP) kuin palautuvalla jäähdytyskoneella, joka toimii samojen lämpötilojen välillä. Miten kasvattaisit Carnotjäähdytyskoneen tai lämpöpumpun tehokerrointa (COP)? Entä miten todellisten koneiden? 32 16

17 Esimerkkejä 1. Carnot-jäähdytyskone prosessi toimii kylläisen neste-höyry seos alueella käyttäen 0,8 kg kylmäaineena R134a väliaineena. Kierron maksimi- ja minimilämpötilat ovat 20 C ja -8 C. Tiedetään, että neste on kylläisessä tilassa lämmönluovutuksen lopussa ja kiertoon tehty työ on 15 kj. Laske mikä osuus kylmäaineesta höyrystyy lämmöntuontiprosessissa ja paine lämmönluovtusprosessin lopussa! 2. Taloa lämmitetään lämpöpumpulla. Sisälämpötila pidetään 21 C. Talo luovuttaa kj/h ulkolämpötilan ollessa -5 C. Laske minimi teho, joka tarvitaan käytämään tätä pumppua! 33 Yhteenveto Johdanto toiseen pääsääntöön Lämpöenergiavarastot Lämpövoimakoneet Terminen hyötysuhde Toinen pääsääntö: Kelvin-Planckin väittämä Jäähdytyskoneet ja lämpöpumput Tehokerroin (COP) Toinen pääsääntö: Clausiuksen väittämä Ikiliikkujat Palautuvat ja palautumattomat prosessit Palautumattomudet, sisäisesti ja ulkoisesti palatuvat prosessit Carnot-kiertoprosessi Käänteinen Carnot-kiertoprosessi Carnot-periaatteet Termodynaaminen lämpötila-asteikko Carnot-lämpövoimakone Energian laatu Carnot-jäähdytyskone ja -lämpöpumppu 34 17

Luku 8 EXERGIA: TYÖPOTENTIAALIN MITTA

Luku 8 EXERGIA: TYÖPOTENTIAALIN MITTA Thermodynamics: An Engineering Approach, 7 th Edition Yunus A. Cengel, Michael A. Boles McGraw-Hill, 2011 Luku 8 EXERGIA: TYÖPOTENTIAALIN MITTA Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required

Lisätiedot

ENY-C2001 Termodynamiikka ja lämmönsiirto Luento 9 /

ENY-C2001 Termodynamiikka ja lämmönsiirto Luento 9 / ENY-C2001 Termodynamiikka ja lämmönsiirto Luento 9 / 14.11.2016 v. 03 / T. Paloposki Tämän päivän ohjelma: Vielä vähän entropiasta... Termodynamiikan 2. pääsääntö Entropian rooli 2. pääsäännön yhteydessä

Lisätiedot

Lämpöopin pääsäännöt. 0. pääsääntö. I pääsääntö. II pääsääntö

Lämpöopin pääsäännöt. 0. pääsääntö. I pääsääntö. II pääsääntö Lämpöopin pääsäännöt 0. pääsääntö Jos systeemit A ja C sekä B ja C ovat termisessä tasapainossa, niin silloin myös A ja B ovat tasapainossa. Eristetyssä systeemissä eri lämpöiset kappaleet asettuvat lopulta

Lisätiedot

Muita lämpökoneita. matalammasta lämpötilasta korkeampaan. Jäähdytyksen tehokerroin: Lämmityksen lämpökerroin:

Muita lämpökoneita. matalammasta lämpötilasta korkeampaan. Jäähdytyksen tehokerroin: Lämmityksen lämpökerroin: Muita lämpökoneita Nämäkin vaativat ovat työtälämpövoimakoneiden toimiakseen sillä termodynamiikan pääsääntö Lämpökoneita lisäksi laitteet,toinen jotka tekevät on Clausiuksen mukaan: laiteilmalämpöpumppu

Lisätiedot

Lämmityksen lämpökerroin: Jäähdytin ja lämmitin ovat itse asiassa sama laite, mutta niiden hyötytuote on eri, jäähdytyksessä QL ja lämmityksessä QH

Lämmityksen lämpökerroin: Jäähdytin ja lämmitin ovat itse asiassa sama laite, mutta niiden hyötytuote on eri, jäähdytyksessä QL ja lämmityksessä QH Muita lämpökoneita Nämäkin vaativat työtä toimiakseen sillä termodynamiikan toinen pääsääntö Lämpökoneita ovat lämpövoimakoneiden lisäksi laitteet, jotka tekevät on Clausiuksen mukaan: Mikään laite ei

Lisätiedot

Thermodynamics: An Engineering Approach, 7 th Edition Yunus A. Cengel, Michael A. Boles McGraw-Hill, Luku 7 ENTROPIA

Thermodynamics: An Engineering Approach, 7 th Edition Yunus A. Cengel, Michael A. Boles McGraw-Hill, Luku 7 ENTROPIA Thermodynamics: An Engineering Approach, 7 th Edition Yunus A. Cengel, Michael A. Boles McGraw-Hill, 2011 Luku 7 ENTROPIA Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction

Lisätiedot

VIII KIERTOPROSESSIT JA TERMODYNAAMISET KONEET 196

VIII KIERTOPROSESSIT JA TERMODYNAAMISET KONEET 196 VIII KIERTOPROSESSIT JA TERMODYNAAMISET KONEET 196 8.1 Kiertoprosessin ja termodynaamisen koneen määritelmä... 196 8.2 Termodynaamisten koneiden hyötysuhde... 197 8.2.1 Lämpövoimakone... 197 8.2.2 Lämpöpumpun

Lisätiedot

Luku 11 JÄÄHDYTYSPROSESSIT

Luku 11 JÄÄHDYTYSPROSESSIT Thermodynamics: An Engineering Approach, 7 th Edition Yunus A. Cengel, Michael A. Boles McGraw-Hill, 2011 Luku 11 JÄÄHDYTYSPROSESSIT Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction

Lisätiedot

Molaariset ominaislämpökapasiteetit

Molaariset ominaislämpökapasiteetit Molaariset ominaislämpökapasiteetit Yleensä, kun systeemiin tuodaan lämpöä, sen lämpötila nousee. (Ei kuitenkaan aina, kannattaa muistaa, että työllä voi olla osuutta asiaan.) Lämmön ja lämpötilan muutoksen

Lisätiedot

Luku 20. Kertausta: Termodynamiikan 2. pääsääntö Lämpövoimakoneen hyötysuhde

Luku 20. Kertausta: Termodynamiikan 2. pääsääntö Lämpövoimakoneen hyötysuhde Luku 20 Kertausta: Termodynamiikan 2. pääsääntö Lämpövoimakoneen hyötysuhde Uutta: Termodynamiikan 2. pääsääntö Jäähdytyskoneen hyötykerroin ja lämpöpumpun lämpökerroin Entropia Tilastollista termodynamiikkaa

Lisätiedot

PHYS-A0120 Termodynamiikka syksy 2016

PHYS-A0120 Termodynamiikka syksy 2016 PHYS-A0120 Termodynamiikka syksy 2016 Emppu Salonen Prof. Peter Liljeroth Viikko 4: Entropia Maanantai 21.11. ja tiistai 22.11. Ideaalikaasun isoterminen laajeneminen Kaasuun tuodaan määrä Q lämpöä......

Lisätiedot

PHYS-A0120 Termodynamiikka syksy 2016

PHYS-A0120 Termodynamiikka syksy 2016 PHYS-A0120 Termodynamiikka syksy 2016 Emppu Salonen Prof. Peter Liljeroth Viikko 3: Lämpövoimakoneet ja termodynamiikan 2. pääsääntö Maanantai 14.11. ja tiistai 15.11. Kurssin aiheet 1. Lämpötila ja lämpö

Lisätiedot

Luku 4 SULJETTUJEN SYSTEEMIEN ENERGIA- ANALYYSI

Luku 4 SULJETTUJEN SYSTEEMIEN ENERGIA- ANALYYSI Thermodynamics: An Engineering Approach, 7 th Edition Yunus A. Cengel, Michael A. Boles McGraw-Hill, 2011 Luku 4 SULJETTUJEN SYSTEEMIEN ENERGIA- ANALYYSI Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission

Lisätiedot

PHYS-C0220 Termodynamiikka ja statistinen fysiikka Kevät 2017

PHYS-C0220 Termodynamiikka ja statistinen fysiikka Kevät 2017 PHYS-C0220 Termodynamiikka ja statistinen fysiikka Kevät 2017 Emppu Salonen Lasse Laurson Toni Mäkelä Touko Herranen Luento 4: entropia Pe 3.3.2017 1 Aiheet tänään 1. Klassisen termodynamiikan entropia

Lisätiedot

LUKU 10 HÖYRY- JA YHDISTETYT KIERTOPROSESSIT

LUKU 10 HÖYRY- JA YHDISTETYT KIERTOPROSESSIT Thermodynamics: An Engineering Approach, 7 th Edition Yunus A. Cengel, Michael A. Boles McGraw-Hill, 2011 LUKU 10 HÖYRY- JA YHDISTETYT KIERTOPROSESSIT Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission

Lisätiedot

RATKAISUT: 12. Lämpöenergia ja lämpöopin pääsäännöt

RATKAISUT: 12. Lämpöenergia ja lämpöopin pääsäännöt Physica 9 1. painos 1(7) : 12.1 a) Lämpö on siirtyvää energiaa, joka siirtyy kappaleesta (systeemistä) toiseen lämpötilaeron vuoksi. b) Lämpöenergia on kappaleeseen (systeemiin) sitoutunutta energiaa.

Lisätiedot

Luento 4. Termodynamiikka Termodynaamiset prosessit ja 1. pääsääntö Entropia ja 2. pääsääntö Termodynaamiset potentiaalit

Luento 4. Termodynamiikka Termodynaamiset prosessit ja 1. pääsääntö Entropia ja 2. pääsääntö Termodynaamiset potentiaalit Luento 4 Termodynamiikka Termodynaamiset prosessit ja 1. pääsääntö Entropia ja 2. pääsääntö Termodynaamiset potentiaalit Luento 4 Termodynamiikka Termodynaamiset prosessit ja 1. pääsääntö Entropia ja 2.

Lisätiedot

Lämpöoppi. Termodynaaminen systeemi. Tilanmuuttujat (suureet) Eristetty systeemi. Suljettu systeemi. Avoin systeemi.

Lämpöoppi. Termodynaaminen systeemi. Tilanmuuttujat (suureet) Eristetty systeemi. Suljettu systeemi. Avoin systeemi. Lämpöoppi Termodynaaminen systeemi Tilanmuuttujat (suureet) Lämpötila T (K) Absoluuttinen asteikko eli Kelvinasteikko! Paine p (Pa, bar) Tilavuus V (l, m 3, ) Ainemäärä n (mol) Eristetty systeemi Ei ole

Lisätiedot

Lämpöopin pääsäännöt

Lämpöopin pääsäännöt Lämpöopin pääsäännöt 0. Eristetyssä systeemissä lämpötilaerot tasoittuvat. Systeemin sisäenergia U kasvaa systeemin tuodun lämmön ja systeemiin tehdyn työn W verran: ΔU = + W 2. Eristetyn systeemin entropia

Lisätiedot

1. Laske ideaalikaasun tilavuuden lämpötilakerroin (1/V)(dV/dT) p ja isoterminen kokoonpuristuvuus (1/V)(dV/dp) T.

1. Laske ideaalikaasun tilavuuden lämpötilakerroin (1/V)(dV/dT) p ja isoterminen kokoonpuristuvuus (1/V)(dV/dp) T. S-35, Fysiikka III (ES) välikoe Laske ideaalikaasun tilavuuden lämpötilakerroin (/V)(dV/d) p ja isoterminen kokoonpuristuvuus (/V)(dV/dp) ehtävän pisteyttäneen assarin kommentit: Ensimmäisen pisteen sai

Lisätiedot

f) p, v -piirros 2. V3likoe klo

f) p, v -piirros 2. V3likoe klo i L TKK / Energia- ja ympiiristotekniikan osasto 040301000 /040302000 TEKNILLINEN TERMODYNAMIIKKA, prof. Pert ti Sarkomaa 2. V3likoe 11.12.2002 klo 16.15-19.15 TEORIAOSA (yht. max 42 pistett3) Teoriakysymyksiin

Lisätiedot

6-1 Hyötysuhde ja tehokerroin

6-1 Hyötysuhde ja tehokerroin 67 6 Lämpövoimakoneet ja jäähdyttimet 6-1 Hyötysuhde ja tehokerroin Lämpövoimakone (engl. heat engine) on laite, joka muuttaa lämpöenergiaa työksi. Tavallisesti laitteessa tapahtuu kiertoprosessi, jonka

Lisätiedot

1. Kumpi painaa enemmän normaalipaineessa: 1m2 80 C ilmaa vai 1m2 0 C ilmaa?

1. Kumpi painaa enemmän normaalipaineessa: 1m2 80 C ilmaa vai 1m2 0 C ilmaa? Kysymys 1. Kumpi painaa enemmän normaalipaineessa: 1m2 80 C ilmaa vai 1m2 0 C ilmaa? 2. EXTRA-PÄHKINÄ (menee yli aiheen): Heität vettä kiukaalle. Miksi vesihöyry nousee voimakkaasti kiukaasta ylöspäin?

Lisätiedot

Suomen lämpöpumppuyhdistys. SULPU ry.

Suomen lämpöpumppuyhdistys. SULPU ry. . Petri Koivula toiminnanjohtaja DI 1 Palkittua työtä Suomen hyväksi Ministeri Mauri Pekkarinen luovutti SULPUlle Vuoden 2009 energia teko- palkinnon SULPUlle. Palkinnon vastaanottivat SULPUn hallituksen

Lisätiedot

Suomen lämpöpumppuyhdistys. SULPU ry.

Suomen lämpöpumppuyhdistys. SULPU ry. . Petri Koivula toiminnanjohtaja DI 1 Energia Asteikot ja energia -Miten pakkasesta saa energiaa? Celsius-asteikko on valittu ihmisen mittapuun mukaan, ei lämpöenergian. Atomien liike pysähtyy vasta absoluuttisen

Lisätiedot

vetyteknologia Polttokennon termodynamiikkaa 1 DEE Risto Mikkonen

vetyteknologia Polttokennon termodynamiikkaa 1 DEE Risto Mikkonen DEE-5400 olttokennot ja vetyteknologia olttokennon termodynamiikkaa 1 DEE-5400 Risto Mikkonen ermodynamiikan ensimmäinen pääsääntö aseraja Ympäristö asetila Q W Suljettuun systeemiin tuotu lämpö + systeemiin

Lisätiedot

Ideaalikaasulaki. Ideaalikaasulaki on esimerkki tilanyhtälöstä, systeemi on nyt tietty määrä (kuvitteellista) kaasua

Ideaalikaasulaki. Ideaalikaasulaki on esimerkki tilanyhtälöstä, systeemi on nyt tietty määrä (kuvitteellista) kaasua Ideaalikaasulaki Ideaalikaasulaki on esimerkki tilanyhtälöstä, systeemi on nyt tietty määrä (kuvitteellista) kaasua ja tilanmuuttujat (yhä) paine, tilavuus ja lämpötila Isobaari, kun paine on vakio Kaksi

Lisätiedot

Termodynamiikka. Termodynamiikka on outo teoria. Siihen kuuluvat keskeisinä: Systeemit Tilanmuuttujat Tilanyhtälöt. ...jotka ovat kaikki abstraktioita

Termodynamiikka. Termodynamiikka on outo teoria. Siihen kuuluvat keskeisinä: Systeemit Tilanmuuttujat Tilanyhtälöt. ...jotka ovat kaikki abstraktioita Termodynamiikka Termodynamiikka on outo teoria. Siihen kuuluvat keskeisinä: Systeemit Tilanmuuttujat Tilanyhtälöt...jotka ovat kaikki abstraktioita Miksi kukaan siis haluaisi oppia termodynamiikkaa? Koska

Lisätiedot

3/18/2012. Ennen aloitusta... Tervetuloa! Maalämpö. 15.3.2012 Arto Koivisto Viessmann Oy. Tervetuloa!

3/18/2012. Ennen aloitusta... Tervetuloa! Maalämpö. 15.3.2012 Arto Koivisto Viessmann Oy. Tervetuloa! Tervetuloa! Maalämpö 15.3.2012 Arto Koivisto Viessmann Oy Mustertext Titel Vorlage 1 01/2006 Viessmann Werke Ennen aloitusta... Tervetuloa! Osallistujien esittely. (Get to together) Mitä omia kokemuksia

Lisätiedot

Konventionaalisessa lämpövoimaprosessissa muunnetaan polttoaineeseen sitoutunut kemiallinen energia lämpö/sähköenergiaksi höyryprosessin avulla

Konventionaalisessa lämpövoimaprosessissa muunnetaan polttoaineeseen sitoutunut kemiallinen energia lämpö/sähköenergiaksi höyryprosessin avulla Termodynamiikkaa Energiatekniikan automaatio TKK 2007 Yrjö Majanne, TTY/ACI Martti Välisuo, Fortum Nuclear Services Automaatio- ja säätötekniikan laitos Termodynamiikan perusteita Konventionaalisessa lämpövoimaprosessissa

Lisätiedot

1 Clausiuksen epäyhtälö

1 Clausiuksen epäyhtälö 1 PHYS-C0220 ermodynamiikka ja statistinen fysiikka, kevät 2017 Emppu Salonen 1 Clausiuksen epäyhtälö Carnot n koneen syklissä lämpötilassa H ja L vastaanotetuille lämmöille Q H ja Q L pätee oisin ilmaistuna,

Lisätiedot

Termodynamiikan suureita ja vähän muutakin mikko rahikka

Termodynamiikan suureita ja vähän muutakin mikko rahikka Termodynamiikan suureita ja vähän muutakin mikko rahikka 2006 m@hyl.fi 1 Lämpötila Suure lämpötila kuvaa kappaleen/systeemin lämpimyyttä (huono ilmaisu). Ihmisen aisteilla on hankala tuntea lämpötilaa,

Lisätiedot

Kryogeniikan termodynamiikkaa DEE Kryogeniikka Risto Mikkonen 1

Kryogeniikan termodynamiikkaa DEE Kryogeniikka Risto Mikkonen 1 DEE-54030 Kryogeniikka Kryogeniikan termodynamiikkaa 4.3.05 DEE-54030 Kryogeniikka Risto Mikkonen Open ystem vs. Closed ystem Open system Melting Closed system Introduced about 900 Cryocooler Boiling Cold

Lisätiedot

Maalämpö DAIKIN ALTHERMA -MAALÄMPÖPUMPPU LÄMMITYS JA KUUMA KÄYTTÖVESI ESITE

Maalämpö DAIKIN ALTHERMA -MAALÄMPÖPUMPPU LÄMMITYS JA KUUMA KÄYTTÖVESI ESITE Maalämpö DAIKIN ALTHERMA -MAALÄMPÖPUMPPU LÄMMITYS JA KUUMA KÄYTTÖVESI ESITE Maalämpöp Kylmilläkin alueilla talvella maaperän lämpö on melko tasaisesti noin 10 º C yli 15 metrin syvyydellä. Tämä lämpö on

Lisätiedot

Jäähdytysjärjestelmän tehtävä on poistaa lämpöä jäähdytyskohteista.

Jäähdytysjärjestelmän tehtävä on poistaa lämpöä jäähdytyskohteista. Taloudellista ja vihreää energiaa Scancool-teollisuuslämpöpumput Teollisuuslämpöpumpulla 80 % säästöt energiakustannuksista! Scancoolin teollisuuslämpöpumppu ottaa tehokkaasti talteen teollisissa prosesseissa

Lisätiedot

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus HÖYRYTEKNIIKKA 1. Vettä (0 C) höyrystetään 2 bar paineessa 120 C kylläiseksi höyryksi. Laske

Lisätiedot

Lämpöpumpputekniikkaa Tallinna 18.2. 2010

Lämpöpumpputekniikkaa Tallinna 18.2. 2010 Lämpöpumpputekniikkaa Tallinna 18.2. 2010 Ari Aula Chiller Oy Lämpöpumpun rakenne ja toimintaperiaate Komponentit Hyötysuhde Kytkentöjä Lämpöpumppujärjestelmän suunnittelu Integroidut lämpöpumppujärjestelmät

Lisätiedot

PHYS-A0120 Termodynamiikka. Emppu Salonen

PHYS-A0120 Termodynamiikka. Emppu Salonen PHYS-A0120 ermodynamiikka Emppu Salonen 1. joulukuuta 2016 ermodynamiikka 1 1 Lämpötila ja lämpö 1.1 ilanyhtälö arkastellaan kolmea yksinkertaista fluidisysteemiä 1, jotka koostuvat kukin vain yhdentyyppisistä

Lisätiedot

PHYS-A0120 Termodynamiikka syksy 2016

PHYS-A0120 Termodynamiikka syksy 2016 PHYS-A0120 Termodynamiikka syksy 2016 Emppu Salonen Prof. Peter Liljeroth Viikko 2: Työ ja termodynamiikan 1. pääsääntö Maanantai 7.11. ja tiistai 8.11. Kurssin aiheet 1. Lämpötila ja lämpö 2. Työ ja termodynamiikan

Lisätiedot

P = kv. (a) Kaasun lämpötila saadaan ideaalikaasun tilanyhtälön avulla, PV = nrt

P = kv. (a) Kaasun lämpötila saadaan ideaalikaasun tilanyhtälön avulla, PV = nrt 766328A Termofysiikka Harjoitus no. 2, ratkaisut (syyslukukausi 204). Kun sylinterissä oleva n moolia ideaalikaasua laajenee reversiibelissä prosessissa kolminkertaiseen tilavuuteen 3,lämpötilamuuttuuprosessinaikanasiten,ettäyhtälö

Lisätiedot

Termodynamiikka. Fysiikka III 2007. Ilkka Tittonen & Jukka Tulkki

Termodynamiikka. Fysiikka III 2007. Ilkka Tittonen & Jukka Tulkki Termodynamiikka Fysiikka III 2007 Ilkka Tittonen & Jukka Tulkki Tilanyhtälö paine vakio tilavuus vakio Ideaalikaasun N p= kt pinta V Yleinen aineen p= f V T pinta (, ) Isotermit ja isobaarit Vakiolämpötilakäyrät

Lisätiedot

Luku 14 KAASU HÖYRY SEOKSET JA ILMASTOINTI

Luku 14 KAASU HÖYRY SEOKSET JA ILMASTOINTI Thermodynamics: An Engineering Approach, 7 th Edition Yunus A. Cengel, Michael A. Boles McGraw-Hill, 2011 Luku 14 KAASU HÖYRY SEOKSET JA ILMASTOINTI Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission

Lisätiedot

Spontaanissa prosessissa Energian jakautuminen eri vapausasteiden kesken lisääntyy Energia ja materia tulevat epäjärjestyneemmäksi

Spontaanissa prosessissa Energian jakautuminen eri vapausasteiden kesken lisääntyy Energia ja materia tulevat epäjärjestyneemmäksi KEMA221 2009 TERMODYNAMIIKAN 2. PÄÄSÄÄNTÖ ATKINS LUKU 3 1 1. TERMODYNAMIIKAN TOINEN PÄÄSÄÄNTÖ Lord Kelvin: Lämpöenergian täydellinen muuttaminen työksi ei ole mahdollista 2. pääsääntö kertoo systeemissä

Lisätiedot

Termodynamiikan toinen pääsääntö (Second Law of Thermodynamics)

Termodynamiikan toinen pääsääntö (Second Law of Thermodynamics) e1 3 Termodynamiikan toinen pääsääntö (Second Law of Thermodynamics) Tärkeä käsite termodynamiikassa on termodynaamisen prosessin suunta. Kaikki prosessit ovat oikeasti irreversiibelejä (irreversible),

Lisätiedot

- Termodynamiikka kuvaa energian siirtoa ( dynamiikkaa ) systeemin sisällä tai systeemien kesken (vrt. klassinen dynamiikka: kappaleiden liike)

- Termodynamiikka kuvaa energian siirtoa ( dynamiikkaa ) systeemin sisällä tai systeemien kesken (vrt. klassinen dynamiikka: kappaleiden liike) KEMA221 2009 TERMODYNAMIIKAN 1. PÄÄSÄÄNTÖ ATKINS LUKU 2 1 1. PERUSKÄSITTEITÄ - Termodynamiikka kuvaa energian siirtoa ( dynamiikkaa ) systeemin sisällä tai systeemien kesken (vrt. klassinen dynamiikka:

Lisätiedot

Tämän päivän ohjelma: ENY-C2001 Termodynamiikka ja lämmönsiirto TERVETULOA!

Tämän päivän ohjelma: ENY-C2001 Termodynamiikka ja lämmönsiirto TERVETULOA! ENY-C2001 Termodynamiikka ja lämmönsiirto TERVETULOA! Luento 28.9.2015 / T. Paloposki / v. 01 Tämän päivän ohjelma: Tilanyhtälöt (kertaus) Termodynamiikan 1. pääsääntö (energian häviämättömyyden laki)

Lisätiedot

1 Eksergia ja termodynaamiset potentiaalit

1 Eksergia ja termodynaamiset potentiaalit 1 PHYS-C0220 Termodynamiikka ja statistinen fysiikka, kevät 2017 Emppu Salonen 1 Eksergia ja termodynaamiset potentiaalit 1.1 Suurin mahdollinen hyödyllinen työ Tähän mennessä olemme tarkastelleet sisäenergian

Lisätiedot

TERMODYNAMIIKAN KURSSIN FYS 2 KURS- SIKOKEEN RATKAISUT

TERMODYNAMIIKAN KURSSIN FYS 2 KURS- SIKOKEEN RATKAISUT TERMODYNAMIIKAN KURSSIN FYS 2 KURS- SIKOKEEN RATKAISUT (lukuun ottamatta tehtävää 12, johon kukaan ei ollut vastannut) RATKAISU TEHTÄVÄ 1 a) Vesi haihtuu (höyrystyy) ja ottaa näin ollen energiaa ympäristöstä

Lisätiedot

Käytetään lopuksi ideaalikaasun tilanyhtälöä muutoksille 1-2 ja 3-1. Muutos 1-2 on isokorinen, joten tilanyhtälöstä saadaan ( p2 / p1) = ( T2 / T1)

Käytetään lopuksi ideaalikaasun tilanyhtälöä muutoksille 1-2 ja 3-1. Muutos 1-2 on isokorinen, joten tilanyhtälöstä saadaan ( p2 / p1) = ( T2 / T1) LH0- Lämövoimakoneen kiertorosessin vaiheet ovat: a) Isokorinen aineen kasvu arvosta arvoon 2, b) adiabaattinen laajeneminen, jolloin aine laskee takaisin arvoon ja tilavuus kasvaa arvoon 3 ja c) isobaarinen

Lisätiedot

Lämpöpumpun toiminta. Toiminnan periaate

Lämpöpumpun toiminta. Toiminnan periaate Lämpöpumpun toiminta Lämpöpumppu eroaa monissa suhteissa perinteisestä öljylämmityksestä sekä suorasta sähkölämmityksestä. Kuten öljylämmitys, lämpöpumppulämmitys on keskuslämmitys, toisin sanoen lämpö

Lisätiedot

Ch 19-1&2 Lämpö ja sisäenergia

Ch 19-1&2 Lämpö ja sisäenergia Ch 19-1&2 Lämpö ja sisäenergia Esimerkki 19-1 Olet syönyt liikaa täytekakkua ja havaitset, että sen energiasisältö oli 500 kcal. Arvioi kuinka korkealle mäelle sinun pitää pitää kiivetä, jotta kuluttaisit

Lisätiedot

I PERUSKÄSITTEITÄ JA MÄÄRITELMIÄ

I PERUSKÄSITTEITÄ JA MÄÄRITELMIÄ I PERUSKÄSITTEITÄ JA MÄÄRITELMIÄ 1.1 Tilastollisen fysiikan ja termodynamiikan tutkimuskohde... 2 1.2 Mikroskooppiset ja makroskooppiset teoriat... 3 1.3 Terminen tasapaino ja lämpötila... 5 1.4 Termodynamiikan

Lisätiedot

Energiataloudellinen uudisrakennus tai lyhyt takaisinmaksuaika yhdistämällä energiasaneeraus Julkisen rakennuksen remonttiin

Energiataloudellinen uudisrakennus tai lyhyt takaisinmaksuaika yhdistämällä energiasaneeraus Julkisen rakennuksen remonttiin Energiataloudellinen uudisrakennus tai lyhyt takaisinmaksuaika yhdistämällä energiasaneeraus Julkisen rakennuksen remonttiin Timo Luukkainen 2009-05-04 Ympäristön ja energian säästö yhdistetään parantuneeseen

Lisätiedot

Valitse seuraavista joko tehtävä 1 tai 2

Valitse seuraavista joko tehtävä 1 tai 2 PHYS-A0120 Termodynamiikka, syksy 2016 Kotitentti Vastaa tehtäviin 1/2, 3, 4/5, 6/7, 8 ja 9 (yhteensä kuusi vastausta). Tehtävissä 1 ja 2 on annettu ohjeellinen pituus, joka viittaa 12 pisteen fontilla

Lisätiedot

1. Yksiulotteisen harmonisen oskillaattorin energiatilat saadaan lausekkeesta

1. Yksiulotteisen harmonisen oskillaattorin energiatilat saadaan lausekkeesta 766328A Termofysiikka Harjoitus no. 5, ratkaisut syyslukukausi 204). Yksiulotteisen harmonisen oskillaattorin energiatilat saadaan lausekkeesta E n n + ) ω, n 0,, 2,... 2 a) Oskillaattorin partitiofunktio

Lisätiedot

Uusiutuvan energian yhdistäminen kaasulämmitykseen

Uusiutuvan energian yhdistäminen kaasulämmitykseen Aurinko Maalämpö Kaasu Lämpöpumput Uusiutuvan energian yhdistäminen kaasulämmitykseen Kaasulämmityksessä voidaan hyödyntää uusiutuvaa energiaa käyttämällä biokaasua tai yhdistämällä lämmitysjärjestelmään

Lisätiedot

IX TOINEN PÄÄSÄÄNTÖ JA ENTROPIA...208

IX TOINEN PÄÄSÄÄNTÖ JA ENTROPIA...208 IX OINEN PÄÄSÄÄNÖ JA ENROPIA...08 9. ermodynaamisen systeemin pyrkimys tasapainoon... 08 9. ermodynamiikan toinen pääsääntö... 0 9.3 Entropia termodynamiikassa... 0 9.3. Entropian määritelmä... 0 9.3.

Lisätiedot

ENERGIATEHOKAS KARJATALOUS

ENERGIATEHOKAS KARJATALOUS ENERGIATEHOKAS KARJATALOUS PELLON GROUP OY / Tapio Kosola ENERGIAN TALTEENOTTO KOTIELÄINTILALLA Luonnossa ja ympäristössämme on runsaasti lämpöenergiaa varastoituneena. Lisäksi maatilan prosesseissa syntyvää

Lisätiedot

PHYS-C0220 Termodynamiikka ja statistinen fysiikka Kevät 2016

PHYS-C0220 Termodynamiikka ja statistinen fysiikka Kevät 2016 PHYS-C0220 Termodynamiikka ja statistinen fysiikka Kevät 2016 Emppu Salonen Lasse Laurson Toni Mäkelä Arttu Lehtinen Luento 5: Termodynaamiset potentiaalit Ke 9.3.2016 1 AIHEET 1. Muut työn laadut sisäenergiassa

Lisätiedot

KOE 3, A-OSIO Agroteknologia Agroteknologian pääsykokeessa saa olla mukana kaavakokoelma

KOE 3, A-OSIO Agroteknologia Agroteknologian pääsykokeessa saa olla mukana kaavakokoelma KOE 3, A-OSIO Agroteknologia Agroteknologian pääsykokeessa saa olla mukana kaavakokoelma Sekä A- että B-osiosta tulee saada vähintään 10 pistettä. Mikäli A-osion pistemäärä on vähemmän kuin 10 pistettä,

Lisätiedot

Luku 9 KAASU(VOIMALAITOS )- KIERTOPROSESSIT

Luku 9 KAASU(VOIMALAITOS )- KIERTOPROSESSIT Thermodynamics: An Engineering Approach, 7 th Edition Yunus A. Cengel, Michael A. Boles McGraw-Hill, 2011 Luku 9 KAASU(VOIMALAITOS )- KIERTOPROSESSIT Copyright TUT&The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission

Lisätiedot

Luku6 Tilanyhtälö. Ideaalikaasun N V. Yleinen aineen. paine vakio. tilavuus vakio

Luku6 Tilanyhtälö. Ideaalikaasun N V. Yleinen aineen. paine vakio. tilavuus vakio Luku6 Tilanyhtälö paine vakio tilavuus vakio Ideaalikaasun N p= kt pinta V Yleinen aineen p= f V T pinta (, ) Isotermit ja isobaarit Vakiolämpötilakäyrät saadaan leikkaamalla painepinta pv suuntaisilla

Lisätiedot

PHYS-A0120 Termodynamiikka syksy 2016

PHYS-A0120 Termodynamiikka syksy 2016 PHYS-A0120 Termodynamiikka syksy 2016 Emppu Salonen Prof. Peter Liljeroth Viikko 6: Faasimuutokset Maanantai 5.12. Kurssin aiheet 1. Lämpötila ja lämpö 2. Työ ja termodynamiikan 1. pääsääntö 3. Lämpövoimakoneet

Lisätiedot

= P 0 (V 2 V 1 ) + nrt 0. nrt 0 ln V ]

= P 0 (V 2 V 1 ) + nrt 0. nrt 0 ln V ] 766328A Termofysiikka Harjoitus no. 7, ratkaisut (syyslukukausi 2014) 1. Sylinteri on ympäristössä, jonka paine on P 0 ja lämpötila T 0. Sylinterin sisällä on n moolia ideaalikaasua ja sen tilavuutta kasvatetaan

Lisätiedot

PHYS-A0120 Termodynamiikka syksy 2016

PHYS-A0120 Termodynamiikka syksy 2016 PHYS-A0120 Termodynamiikka syksy 2016 Emppu Salonen Prof. Peter Liljeroth Viikko 5: Termodynaamiset potentiaalit Maanantai 28.11. ja tiistai 29.11. Kotitentti Julkaistaan to 8.12., palautus viim. to 22.12.

Lisätiedot

LÄMPÖPUMPUN ANTOTEHO JA COP Täytä tiedot vihreisiin ruutuihin Mittauspäivä ja aika LASKE VIRTAAMA, JOS TIEDÄT TEHON JA LÄMPÖTILAERON

LÄMPÖPUMPUN ANTOTEHO JA COP Täytä tiedot vihreisiin ruutuihin Mittauspäivä ja aika LASKE VIRTAAMA, JOS TIEDÄT TEHON JA LÄMPÖTILAERON LÄMPÖPUMPUN ANTOTEHO JA COP Täytä tiedot vihreisiin ruutuihin Täytä tiedot Mittauspäivä ja aika Lähdön lämpötila Paluun lämpötila 32,6 C 27,3 C Meno paluu erotus Virtaama (Litraa/sek) 0,32 l/s - Litraa

Lisätiedot

Maalämpöpumput suurissa kiinteistöissä mitoitus, soveltuvuus, toiminta Finlandia-talo 14.12.2011. Sami Seuna Motiva Oy

Maalämpöpumput suurissa kiinteistöissä mitoitus, soveltuvuus, toiminta Finlandia-talo 14.12.2011. Sami Seuna Motiva Oy Maalämpöpumput suurissa kiinteistöissä mitoitus, soveltuvuus, toiminta Finlandia-talo 14.12.2011 Sami Seuna Motiva Oy Lämpöpumpun toimintaperiaate Höyry puristetaan kompressorilla korkeampaan paineeseen

Lisätiedot

T F = T C ( 24,6) F = 12,28 F 12,3 F T K = (273,15 24,6) K = 248,55 K T F = 87,8 F T K = 4,15 K T F = 452,2 F. P = α T α = P T = P 3 T 3

T F = T C ( 24,6) F = 12,28 F 12,3 F T K = (273,15 24,6) K = 248,55 K T F = 87,8 F T K = 4,15 K T F = 452,2 F. P = α T α = P T = P 3 T 3 76628A Termofysiikka Harjoitus no. 1, ratkaisut (syyslukukausi 2014) 1. Muunnokset Fahrenheit- (T F ), Celsius- (T C ) ja Kelvin-asteikkojen (T K ) välillä: T F = 2 + 9 5 T C T C = 5 9 (T F 2) T K = 27,15

Lisätiedot

13 KALORIMETRI. 13.1 Johdanto. 13.2 Kalorimetrin lämmönvaihto

13 KALORIMETRI. 13.1 Johdanto. 13.2 Kalorimetrin lämmönvaihto 13 KALORIMETRI 13.1 Johdanto Kalorimetri on ympäristöstään mahdollisimman täydellisesti lämpöeristetty astia. Lämpöeristyksestä huolimatta kalorimetrin ja ympäristön välinen lämpötilaero aiheuttaa lämmönvaihtoa

Lisätiedot

Exercise 1. (session: )

Exercise 1. (session: ) EEN-E3001, FUNDAMENTALS IN INDUSTRIAL ENERGY ENGINEERING Exercise 1 (session: 24.1.2017) Problem 3 will be graded. The deadline for the return is on 31.1. at 12:00 am (before the exercise session). You

Lisätiedot

MIKKELIN AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka T8415SJ Energiatekniikka. Hannu Sarvelainen HÖYRYKATTILAN SUUNNITTELU

MIKKELIN AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka T8415SJ Energiatekniikka. Hannu Sarvelainen HÖYRYKATTILAN SUUNNITTELU MIKKELIN AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka T8415SJ Energiatekniikka Hannu Sarvelainen HÖYRYKATTILAN SUUNNITTELU HARJOITUSTYÖOHJE SISÄLLYS SYMBOLILUETTELO 3 1 JOHDANTO 4 2 TYÖOHJE

Lisätiedot

ENY-C2001 Termodynamiikka ja lämmönsiirto Luento 7 /

ENY-C2001 Termodynamiikka ja lämmönsiirto Luento 7 / ENY-C2001 Termodynamiikka ja lämmönsiirto Luento 7 / 31.10.2016 TERVETULOA! v. 02 / T. Paloposki Tämän päivän ohjelma: Virtaussysteemin energiataseen soveltamisesta Kompressorin energiantarve, tekninen

Lisätiedot

Termodynaamiset syklit Todelliset tehosyklit

Termodynaamiset syklit Todelliset tehosyklit ermodynaamiset syklit odelliset tehosyklit Luennointi: k Kati Miettunen Esitysmateriaali: k Mikko Mikkola HYS-A00 ermodynamiikka (FM) 09..05 Syklien tyypit Sisältö Kaasusyklit s. höyrysyklit Suljetut syklit

Lisätiedot

kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki.

kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki. Sähkö 25 Esineet saavat sähkövarauksen hankauksessa kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki. Hankauksessa esineet voivat varautua sähköisesti. Varaukset syntyvät, koska hankauksessa kappaleesta siirtyy

Lisätiedot

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus KATTILAN VESIHÖYRYPIIRIN SUUNNITTELU Höyrykattilan on tuotettava höyryä seuraavilla arvoilla.

Lisätiedot

PRO Greenair Heat Pump -laitesarja. Ilmanvaihtolaitteet sisäänrakennetulla ilmalämpöpumpulla

PRO Greenair Heat Pump -laitesarja. Ilmanvaihtolaitteet sisäänrakennetulla ilmalämpöpumpulla PRO Greenair Heat Pump -laitesarja Ilmanvaihtolaitteet sisäänrakennetulla ilmalämpöpumpulla Raikas sisäilma energiatehokkaalla ilmanvaihdolla PRO Greenair Heat Pump -laitesarja Sisäänrakennettu ilmalämpöpumppu

Lisätiedot

Maalämpö sopii asunto-osakeyhtiöihinkin

Maalämpö sopii asunto-osakeyhtiöihinkin Maalämpö sopii asunto-osakeyhtiöihinkin Maalämpöä on pidetty omakotitalojen lämmitystapana. Maailma kehittyy ja paineet sen pelastamiseksi myös. Jatkuva ilmastonmuutos sekä kestävä kehitys vaativat lämmittäjiä

Lisätiedot

Oppimistehtävä 3: Katri Valan lämpöpumppulaitos

Oppimistehtävä 3: Katri Valan lämpöpumppulaitos ENE-C3001 Energiasysteemit 11.9.2015 Kari Alanne Oppimistehtävä 3: Katri Valan lämpöpumppulaitos Sisällysluettelo 1 Johdanto... 1 2 Kompressorilämpöpumpun toimintaperiaate ja tunnusluvut... 2 3 Osakuorma-ajo...

Lisätiedot

Aurinkolaboratorio. ammattikorkeakoulu ENERGIA ++

Aurinkolaboratorio. ammattikorkeakoulu ENERGIA ++ SAtakunnan ammattikorkeakoulu ENERGIA ++ Aurinkolaboratorio Satakunnan ammattikorkeakoulu Energia++ Tutkimus-, kehittämis- ja innovaatiotoiminta elinkeinoelämän palveluksessa Aurinkolaboratorio Satakunnan

Lisätiedot

Recair Booster Cooler. Uuden sukupolven cooler-konesarja

Recair Booster Cooler. Uuden sukupolven cooler-konesarja Recair Booster Cooler Uuden sukupolven cooler-konesarja Mikä on Cooler? Lämmön talteenottolaite, joka sisältää jäähdytykseen tarvittavat kylmä- ja ohjauslaitteet LAUHDUTINPATTERI HÖYRYSTINPATTERI 2 Miten

Lisätiedot

kuonasula metallisula Avoin Suljettu Eristetty S / Korkealämpötilakemia Termodynamiikan peruskäsitteitä

kuonasula metallisula Avoin Suljettu Eristetty S / Korkealämpötilakemia Termodynamiikan peruskäsitteitä Termodynamiikan peruskäsitteitä The Laws of thermodynamics: (1) You can t win (2) You can t break even (3) You can t get out of the game. - Ginsberg s theorem - Masamune Shirow: Ghost in the shell Systeemillä

Lisätiedot

Jos olet käynyt kurssin aikaisemmin, merkitse vuosi jolloin kävit kurssin nimen alle.

Jos olet käynyt kurssin aikaisemmin, merkitse vuosi jolloin kävit kurssin nimen alle. 1(4) Lappeenrannan teknillinen yliopisto School of Energy Systems LUT Energia Nimi, op.nro: BH20A0450 LÄMMÖNSIIRTO Tentti 13.9.2016 Osa 1 (4 tehtävää, maksimi 40 pistettä) Vastaa seuraaviin kysymyksiin

Lisätiedot

Maatilojen energiatehokkuus. Oulu 22.11.2012 Mikko Posio

Maatilojen energiatehokkuus. Oulu 22.11.2012 Mikko Posio Maatilojen energiatehokkuus Oulu 22.11.2012 Mikko Posio Mitä on energia? Energia on voiman, kappaleen tai systeemin kyky tehdä työtä Energian summa on aina vakio, energiaa ei häviä eikä synny Energian

Lisätiedot

ALFÉA EXCELLIA DUO. : 11 16 kw ( ) 190 L

ALFÉA EXCELLIA DUO. : 11 16 kw ( ) 190 L DUO : 11 16 kw ( ) COP.3 S 19 L Alféa Excellia KORKEA SUORITUSKYKY: Loistava ratkaisu lämmityssaneerauksiin Korkean suorituskyvyn omaavan AIféa Excellia avulla pystytään tuottamaan 6 C asteista käyttövettä

Lisätiedot

Aurinkolämpö. Tässä on tarkoitus kertoa aurinkolämmön asentamisesta ja aurinkolämmön talteen ottamiseen tarvittavista osista ja niiden toiminnasta.

Aurinkolämpö. Tässä on tarkoitus kertoa aurinkolämmön asentamisesta ja aurinkolämmön talteen ottamiseen tarvittavista osista ja niiden toiminnasta. Aurinkolämpö Tässä on tarkoitus kertoa aurinkolämmön asentamisesta ja aurinkolämmön talteen ottamiseen tarvittavista osista ja niiden toiminnasta. Keräimien sijoittaminen ja asennus Kaikista aurinkoisin

Lisätiedot

ENE-C2001 Käytännön energiatekniikkaa (KET) Katri Valan lämpöpumppulaitos / tehtävänanto

ENE-C2001 Käytännön energiatekniikkaa (KET) Katri Valan lämpöpumppulaitos / tehtävänanto 11.4.2016 HH ENE-C2001 Käytännön energiatekniikkaa (KET) Katri Valan lämpöpumppulaitos / tehtävänanto Sisällysluettelo 1 Yleistä... 1 2 Ennakkoperehtyminen ja siihen liittyviä tietolähteitä... 2 3 Raportin

Lisätiedot

TUTKIMUS IKI-KIUKAAN ENERGIASÄÄSTÖISTÄ YHTEISKÄYTTÖSAUNOISSA

TUTKIMUS IKI-KIUKAAN ENERGIASÄÄSTÖISTÄ YHTEISKÄYTTÖSAUNOISSA TUTKIMUS IKI-KIUKAAN ENERGIASÄÄSTÖISTÄ YHTEISKÄYTTÖSAUNOISSA IKI-Kiuas Oy teetti tämän tutkimuksen saatuaan taloyhtiöiltä positiivista palautetta kiukaistaan. Asiakkaat havaitsivat sähkölaskujensa pienentyneen,

Lisätiedot

Viikinmäen jätevedenpuhdistamon Energiantuotannon tehostaminen

Viikinmäen jätevedenpuhdistamon Energiantuotannon tehostaminen Viikinmäen jätevedenpuhdistamon Energiantuotannon tehostaminen Kaasumoottorikannan uusiminen ja ORC-hanke Helsingin seudun ympäristöpalvelut Riikka Korhonen Viikinmäen jätevedenpuhdistamo Otettiin käyttöön

Lisätiedot

Tarpeisiisi mukautuva kodin lämmityslaite

Tarpeisiisi mukautuva kodin lämmityslaite Tarpeisiisi mukautuva kodin lämmityslaite Compact-sarja Aktiivinen ja passiivinen lämmön talteenotto Nilan Compact -sarja terveellisempi sisäilma kukkaroa säästäen Monipuoliset ratkaisut erilaisiin tarpeisiin

Lisätiedot

LÄMPÖPUMPPUJÄRJESTELMÄT INTEGROIDUSSA KYLMÄ- JA LÄMPÖTEHON TUOTOSSA

LÄMPÖPUMPPUJÄRJESTELMÄT INTEGROIDUSSA KYLMÄ- JA LÄMPÖTEHON TUOTOSSA LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO Teknillinen tiedekunta Energiatekniikan koulutusohjelma BH10A0200 Energiatekniikan kandidaatintyö ja seminaari LÄMPÖPUMPPUJÄRJESTELMÄT INTEGROIDUSSA KYLMÄ- JA LÄMPÖTEHON

Lisätiedot

KAASUJEN YLEISET TILANYHTÄLÖT ELI IDEAALIKAASUJEN TILANYHTÄLÖT (Kaasulait) [pätevät ns. ideaalikaasuille]

KAASUJEN YLEISET TILANYHTÄLÖT ELI IDEAALIKAASUJEN TILANYHTÄLÖT (Kaasulait) [pätevät ns. ideaalikaasuille] KAASUJEN YLEISET TILANYHTÄLÖT ELI IDEAALIKAASUJEN TILANYHTÄLÖT (Kaasulait) [pätevät ns. ideaalikaasuille] A) p 1, V 1, T 1 ovat paine tilavuus ja lämpötila tilassa 1 p 2, V 2, T 2 ovat paine tilavuus ja

Lisätiedot

TEHTÄVÄ 1 *palautettava tehtävä (DL: 3.5. klo. 10:00 mennessä!) TEHTÄVÄ 2

TEHTÄVÄ 1 *palautettava tehtävä (DL: 3.5. klo. 10:00 mennessä!) TEHTÄVÄ 2 Aalto-yliopisto/Insinööritieteiden korkeakoulu/energiatalous ja voimalaitostekniikka 1(5) TEHTÄVÄ 1 *palautettava tehtävä (DL: 3.5. klo. 10:00 mennessä!) Ilmaa komprimoidaan 1 bar (abs.) paineesta 7 bar

Lisätiedot

ENY-C2001 Termodynamiikka ja lämmönsiirto TERVETULOA!

ENY-C2001 Termodynamiikka ja lämmönsiirto TERVETULOA! ENY-C2001 Termodynamiikka ja lämmönsiirto TERVETULOA! Luento 14.9.2015 / T. Paloposki / v. 03 Tämän päivän ohjelma: Aineen tilan kuvaaminen pt-piirroksella ja muilla piirroksilla, faasimuutokset Käsitteitä

Lisätiedot

Transistori. Vesi sisään. Jäähdytyslevy. Vesi ulos

Transistori. Vesi sisään. Jäähdytyslevy. Vesi ulos Nesteiden lämmönjohtavuus on yleensä huomattavasti suurempi kuin kaasuilla, joten myös niiden lämmönsiirtokertoimet sekä lämmönsiirtotehokkuus ovat kaasujen vastaavia arvoja suurempia Pakotettu konvektio:

Lisätiedot

Kemiallinen reaktio

Kemiallinen reaktio Kemiallinen reaktio REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Johdantoa: Syömme elääksemme, emme elä syödäksemme! sanonta on totta. Kun elimistömme hyödyntää ravintoaineita metaboliassa eli aineenvaihduntareaktioissa,

Lisätiedot

Kaksi yleismittaria, tehomittari, mittausalusta 5, muistiinpanot ja oppikirjat. P = U x I

Kaksi yleismittaria, tehomittari, mittausalusta 5, muistiinpanot ja oppikirjat. P = U x I Pynnönen 1/3 SÄHKÖTEKNIIKKA Kurssi: Harjoitustyö : Tehon mittaaminen Pvm : Opiskelija: Tark. Arvio: Tavoite: Välineet: Harjoitustyön tehtyäsi osaat mitata ja arvioida vastukseen jäävän tehohäviön sähköisessä

Lisätiedot

Oikeat vastaukset: Tehtävän tarkkuus on kolme numeroa. Sulamiseen tarvittavat lämmöt sekä teräksen suurin mahdollinen luovutettu lämpö:

Oikeat vastaukset: Tehtävän tarkkuus on kolme numeroa. Sulamiseen tarvittavat lämmöt sekä teräksen suurin mahdollinen luovutettu lämpö: A1 Seppä karkaisee teräsesineen upottamalla sen lämpöeristettyyn astiaan, jossa on 118 g jäätä ja 352 g vettä termisessä tasapainossa Teräsesineen massa on 312 g ja sen lämpötila ennen upotusta on 808

Lisätiedot

VASTAUKSIA YO-KYSYMYKSIIN KURSSISTA FY2: Lämpö

VASTAUKSIA YO-KYSYMYKSIIN KURSSISTA FY2: Lämpö VASTAUKSIA YO-KYSYMYKSIIN KURSSISTA FY2: Lämpö 1. Selitä fysikaalisesti, miksi: a) sateessa kastuneet vaatteet tuntuvat kylmältä, b) pyykit kuivuvat myös pakkasessa, c) uunista pudonneen hehkuvan hiilenpalan

Lisätiedot

Joustavaa tehokkuutta kotisi lämmöntarpeeseen

Joustavaa tehokkuutta kotisi lämmöntarpeeseen Joustavaa tehokkuutta kotisi lämmöntarpeeseen LÄMPÖÄSSÄ by ROTEX HPSU Compact on todistetusti monipuolinen ja energiatehokas ilma/vesilämpöpumppu patteri- ja lattialämmitysjärjestelmiin sekä käyttöveden

Lisätiedot

Kemialliset reaktiot ja reaktorit Prosessi- ja ympäristötekniikan perusta I

Kemialliset reaktiot ja reaktorit Prosessi- ja ympäristötekniikan perusta I Kemialliset reaktiot ja reaktorit Prosessi- ja ympäristötekniikan perusta I Juha Ahola juha.ahola@oulu.fi Kemiallinen prosessitekniikka Sellaisten kokonaisprosessien suunnittelu, joissa kemiallinen reaktio

Lisätiedot