موازنه انرژی

صفحه 1:
به نام ‎pee‏ :نام استاد :تهيه كننده :شماره دانشجويى 

صفحه 2:
انرژی 

صفحه 3:
اساس موازنه انرژی در جایی که فرآیند هسته ای نباشد بر قانون ‎sla,‏ انرژی استوار است که قانون اول -ترمودینامیک نامیده مي شود انرزي نه توليد مى شود و نه از بین میرود لذا بر طبق قانون بقای :انرژی برای یک سیستم در حال پایا میتوان نوشت ل انرژی ورودی < کل انرژی خروجی 

صفحه 4:
سیستم زا با ينا ‎ze?‏ ۱۳۳ ترموديناميكى ه فسمتی ار جهان کعه مّی‌ شود که در حال بررسی است. ا ا 0 ‎eee‏ له می‌شود _ ‎AS ee Pap nurs‏ ‎1-Ly py> alobosl— aSroimiwissl> pimniw) jLs pimniw‏ .محیط باز استگرما و کار نیز میتواند مبادله کند سیستم بسته (غیر جار6: سیستمی‌که با محیط تبادل‌جرم-2 -نمیکند.لما گرما و 9 ‎rxiilgirc LS‏ 0 1 5 بخشی (یا تمام) از سیستم که به صورت فیزیکی مجزا است و به صورت 

صفحه 5:
دو مفهوم محیط و ‎eer se a‏ وین یک دسر یس دنانظن م كيزيم. یعتی از مرز ی محیط آن صرف‌نظر کرده‌ايم ضرفاً بة ژوابظ بین اجراق آن سیستم توجة دازيم. 

صفحه 6:
> و ‎pyre ee) eee ee) ee‏ ۱ .خاصیت نام دارد ‎yee ote | Rae er Py‏ 45 ری رن ار و به آنچه فلا يي 0 ارتباط ندارد 0 ۱۳ اه 1 سه ‎Bee‏ ل ترك ی اي ‎Sr et‏ . سیستم هاي تشکیل دهنده ی سیستم | خاصیت کیفی: هر خاصینی که به مقدار جرم بسن ار » جرم ویژه » .ويزه و ۰.۰ .را ‎pe ate‏ 

صفحه 7:
سیستم آدیاتیک سيستم ايزوبار (هم فشار) سيستم ايزوكور (هم حجم) سيستم (إيزوترمال) (همدما) متغير مسير (تابع) متغير خالت نی ‎(cll gt)‏ تعريف يا توضيح سبستمى كه در طول يك فرايند با محيط تبادل حرارت نمىكند (يعنى» كاملا عايق است) سيستمى كه در أن فشار در طول فرابئد ثابت می‌ماند سيستمى كه در أن حجم در طول فرايند تغيير نم كند. سیستمی كه در أن دما در طول قرايند ‎Sod pi‏ هر متغير (تابع) كه مقدار آن بستكى به اين داشته باشد كه فرایند چگونه رخ می‌دهد و میتوند براى فرايندهاى داراى بيشينههاى مختلف متفاوت باشد (مثال حرارت و کار) هر متغير (تابع) كه مقدار آن فقط به حالت سيستم بستكى ذارد و به بيشينه قبلى آن بستكى نار ماد رز داغلي) 

صفحه 8:
Fy ey ry Pa pe oS) Pee) CH ee eee ore gn moet eee eee] | 4 ‏«واضح نیست‎ .درك انوان خاص انرزى بسيار اسان ‎cul‏ ال ا 222 ا ال ا ل ل ل 0 ‎Sra ee Sealed EA orca‏ در سيستم 885 از واحد هاى /الاك! , 6!, غ1 ,ب , لاأ8 استفاده ميشود. 112 كار-2 انرزعيتانسيل3 ا انرژی‌جنبشی5 

صفحه 9:
0 ‏د‎ CS a LaY Ce =2.49 cal/kg =1.046 =0.029 (kW)(hr)/kg =3.502(ft)()/ 

صفحه 10:
و قيسمتي از انرژي که ‎renee yes ve Care vetern motte Die) Cc mot] Eee)‏ 9[ می‌کلد جرارت نامیده وبا ۵ نان ۱ ۰ ۱ جهت جریان هميشه از دمای | انتقال كرما ممكن است به یکی از صورت های هدایت , جا به جایی و تشعشع انجام شود. :مقدار گرما را میتوان از طریق فرمول زیر محاسبه کرد 1 و زک 0)) 

صفحه 11:
ظرفيت كرماى “وبتزه 2 ‏ا‎ cud ‏یکی از کمیت‌های مهم در ترمودینامیک است.‎ جو يي ل ل الل باس ا ات مس سس ار ار ات یت سار ‎ll‏ ‏کر راما باس ی را سر مل ری رو کتلچگره با مول, و تفییراث دما بر خسب ساتشگران که ها ۱ ‎epsilon pic lle‏ اسم یکای ظرفیت گرمایی ویژه بسته به نوع تعریف, ژول بر گرم.سانتیگراد (9۲0۴/(), ژول بر کیلوگرم:سانتیگراد (*©.69/[) يا زول بر مول.سانتيكراد (0.09/[) خواهد بود. ‎ere‏ رن ال تصورات الضابى الماك حزق ضيه ترقت بد ‎ren te) ke Fe pve sap epost‏ 1 نتگرال از ظرفیت حرارتی ویژه در محدوده دمایی ‎DE Sor Re DOMONC DY dence IBY YI OTY)‏ 1 ‎ ‎(Saale ul ۲1 ‏دماعاولیه:‎ ‎1 ‏دمائنهايئ2‎ 

صفحه 12:
Gaeta Tt ese ‏آب جر‎ oat Cae vet 2229, rane rar 3-2 و عترقیت گرمابی ححمی ‎Sra‏ 

صفحه 13:
نی نا ‎FR Sa seal‏ ذخیره شده در اجسام می باشد . انرژی پتانسیل صورتی از انرژی است که در یک سامانه به صورت نهفته وجود دارد و قابل تبدیل به انرژی جنبشی می باشد. به طور منال انرژی پتانسیل شیمیایی نهفته در مواد غذایی پس از فعل و انفعالات شیمیایی در ماهیچه ها تبدیل به انرژی چنبشی می گردد. در سیستم ا5 واحد محاسبه کار و انرژی؛ =m.g.h wo dee نیروی‌جانبه زمینو ارتفاع:۱ 

صفحه 14:
۱9 آب-از يى مخزن به مخزن ديكرى در 30016 يمب ميشود.سطح آب مخزن دوم 406 بالای سطح آب مخزن اول است.انرری ان ل ‎aor‏ ع انگلیسی به ازای هر پوند (جرم)((91/چقدر ‏ست؟ 

صفحه 15:


صفحه 16:
تمرد ‎oi‏ از طریق لوله ای به قطر داخلی 30۳0۱ با شدت جریان 0.001 از یک تانک پمپ میشود.انرژی جنبشی لوله را محاسبه کنید 3.00 em ID ۶ 0.001 سس شعل دوم حل ‎Basis: 0.001 m? = 1s‏ ‎kg ۲ 9‏ 1000 ‎ar =‏ 5 م ‎m? 100 em‏ 9.001 ‎ais m‏ = ۳ )یسب _ 2001 م ‎lm‏ حص *(2)1.50 | 5 ‎m ¥ | 1 (N)(s?) 11‏ 11/1415 2 ‎J/kg‏ 1.00 ) ( ی ‎s }1(¢kg)(m) | 1(N 8‏ 2 

صفحه 17:
اریف کار ۷/(۰) شده از ‎Ce‏ ‎no‏ گویند و لین انتقال انرژی با مکلنیسمی انجام می شود اد حي اناا ‎a Oe‏ 

صفحه 18:
محاسبه فرمول ‎yee‏ 0۷ ‏روصت مشتق<‎ | ‏د‎ ‎fe ae 9 aa He ‏سر‎ ‎2 

صفحه 19:
تمرد i ble ‏رن ارب رو ری‎ | Woce reoe neeag 7 با توجة به ثابت بودن فشار دز مدت :زمان انبساط كاز خواهيم داشت ‎We -P(-)‏ عم ah - -0 - W= -45500 J 

صفحه 20:
انرژی داخلعاء إنراتو فوش جلإرى ساخته شده است و هر ذره مقدارى انرزي ذاد. له مجموعه آانززى هآى ذرات سازنده هر ماده انرزى درونى آن ماده مى كويند. هر جه ذرات سازنده ماده بيشتر و انرزى هر ذره أن زيادتر باشد. انرزى ذرونى ‎Ol‏ ‏ماده بیشتر است. انرژی درونی هر ماده, هم به انرژی جنبشی ذراث آن ماده يعنى سرعت حرکت آن ها( و هم به انرژی پتانسیل )ذخیره شده ذرات سازنده ی آن ماده بستگی دارد. انرژی پتانسیل هر يك از ذرات سازنده هر ماده در اثر نیرویی که از طرف ذرات اطراف به آن وارد می شود به وجود می آید. هنگامی که يك جسم كرم در كنار يك جسم سرد قرار می گیرد, مقداری انرژی از جسم گرم به جسم سرد منتقل می شود. در واقع گرماء مقدار انرژی منتقل شده از جسم گرم به جسم سرد است. در اثر انتقال گرما از جسم گرم به جسم سرد اي خی ی گرم ‎ieee me)"‏ درونی جسم سرد افزایش می یابد. در ترمودینا مع انر نرق ‎Base eee‏ Si, za de dacs rel 

صفحه 21:
داخلی توسط کار مغناطیسی , : بی دررو است. اگز مدان به یابد و آنتروپی ‎col‏ اند. اكر ۷ برابر صفر می شود. 4:4 يس 0-ناثادر اين صورت با ‎slo.‏ سیستم باید کاهش <انرژی درونی ظرفیت حرارت ویژه دماحال 

صفحه 22:
بير انرزى داخلى با استفاده از ظرفیت حرارتی ا از هوا در یسک فرایند حجم ثابمت از 606 به 306 ‎SS‏ كه مقدار ,0 را نمىدانيد, بابد مقدار آن را بيدا كنيد. كه براى ابن محدوده دمایی بر 1/۵۵۱ ۱ است. معادله (۹۶) را رای محاسبه استفاده كنيد: ۲ 30 J = 10k | (21 x 10! Teme) pe ks Prd (kg mol)(°C) = 2.1 x 10°(30 - 60) = -6.3 x 10°] 047 

صفحه 23:
oll: فرض كنيد یک مخلوط استوکیومتری از واکنش دهنده ها (سیستم) در ظرفى با ديواره هاى كرماكذر (دياتزمال) داريم كه در یک حمام آبی (محیط) به صورت غوطه ور قرار دارد. واکنش ها در این ظرف به صورت فشاز ثابت انجام رمی شوند. اگر دمای ‎ele‏ آبی افزايش بيدا - به محيط انتقال بيدا كرده كه در اين شرايط مى كوييم واكنش, ‎Exothermicoslo 5‏ است. در تیکه دمای حما ‎i Is‏ ‎ ‏, گرما از محیط به سیستم ‎lay GER‏ 0255 \ ب ا ج000 3 7 * ‎via Wh‏ ‎“im = J Up‏ = ظرفیتگ رمایی‌ویژه در< 11 9 ۹ ار قابت واكتش كرماكير نش گماده 

صفحه 24:
تمرد وفتى كه 000110 از هوا در يى فرآيند حجم ثابت از 0 © به 30 © خنى مى شود تغيير آنتاليى در فرآيند فشار براى إين مثال بايد مقدار م© را در 3033 | بيدا كنيد. فرض كنيد كه م0 در محدوذه دمابى داده ثلبت است. © هر ©'45 ‎kgmol) (C) Ay‏ 3 *2.913:10 مىباشد (از جداول خواص فيزيكى در منابع بدست آمده است)) معادله ‎)9.1١(‏ را براى انجام محاسبه استفاده كنيد 2۳ ‎AH = 10 kg mol (2.9 x 10*) — —daT =2.9 x 10° =‏ ‎(kg mol) (°C) : as 10°(30 60)‏ 60 8 = -87 X 10°J 

صفحه 25:
انون اول تر قانون اول ی كه به ‎Jee‏ قانون بقای کار ‎gue‏ نیز شناخته مى شود مى كويد که حالت تعادل ماکروسکوپی یک سيستم با كميتى به نام انرزى درونىلا بيان مى شود. انرزى درونی دارای ‎geal‏ است که ‎eee sl‏ منزوی )ایزوله( داریم ‎a om‏ اگر به سیستم اجازه يا مسا دا شود, سیستم از حالت ماکروسکوپی اولیه خود به حالت ماکروسکوپی دیگری_ مثتقلل می شود که تغییر انرژی درونی را برای این تحول )فرایند( AU =Q-W ‏داد:‎ gilt a) ‏مق‎ ‎SS‏ اناجام شدنتحناا ‎ 

صفحه 26:
۷ - 0 < ۵۲۱ + ۸۲۳ + ‎Surround W‏ 6 سيستم بسته به کار می رو / System ۸ - Ws = AH + AEP + AEK 2۹ 

صفحه 27:
ون دوم ترمودینامیک 

صفحه 28:
ون سوم ترمودینامیک 

صفحه 29:
که تغییر فاز وجود ندارد آنتالبی به چند روش زیر محاس بالاستفاده از معادلات‌ظرفینحراوتی- 1 استخراج مقادیر أنتالیاز جداول- 2 استفادم از نمودار انتالی- 3 پایگاه دادم های‌کامپیتر4 

صفحه 30:
| عع ودر سیستم های‌ب دون‌ت غییر فاز و بدون‌تغییرات‌شیمیایییر ‎AH’ = fr Cp dT‏ - 0۸ اگر معادله ی ظرفیت حرارتی به صورت ‎cT =CP+bT +a‏ باشد, آنگاه : ۲ ( ۲۶ +0۲ +ه)] ۵ با در دست داشتن مقادیر 3 و ۵ و > مقدار ۵۱۱ محاسبه مي AHA =a (T)-T) +2(T2?= 11") +5 (12? -T) . ‏شود‎ 

صفحه 31:
‎sly‏ محاسبه ي ظرفیت حرارتي میانگین گازي يك مخلوط کامل مي توان از رابطه ي زیر استفاده کرد ‎Co mix = Die Vi Cy ‏ترکیب درصد ‏در بعضي مواد , ظرفیت حرارتي گازهاي حقيقي خالص در نمودارهايي ارائه مي شود 9 ‎co: ‎۱ H2-Hi > T2-Th co ‏ورب‎ ‎No ‎ ‎T1225 T2=100 T 

صفحه 32:
2 - ‏غییراسآنتا لیب ا استفاده از‎ ي‎ sail ‎Sas‏ ثرين جداول براي استفاده براي محاسبه ي تغييرات ‏جدرل عدار 9 ارت ‏الف - بخار اشباع در 80 درجه فارنهايت ب - مايع اشباع در 0 درجه فارنهايت الف)با استفاده .05 گام در 80 درجه فارتهایت از جدول: 8 ‏ب)با استفاده از 87.91 رابع اشباع در 120 درجه ‎caste; ld ‏حدول:‎ 

صفحه 33:
محاسبه ی ت غییرات‌آنتا لیب | استفادم از - 3 3 نمودار مي شود ‎wl.‏ نمودارها نمودارهاي تجربي Pressure enthalpy diagram for n-butane 5 Pressure (atm) 

صفحه 34:
= g ‏خواص هراران ها:: خالص و مخلوط در پایگاه داده‎ Gable. ‏ایی كا 66580333 افزارى در دسترسند‎ ‏موجود صي تانتیند این تر؛ ۴ روم افزاری مقادیر خواص‎ ‏فيزيكى را رّاى هزر خالت مورد ند بلینت بنابراین‎ ‏لو ابروا تسو بل ع خلووجات كمكوى نظير صعبائطاى كه در‎ oi sll ‏اطلاغلس] رايكان دالشفة اكات «ررلها بند متبع اطلاعاتى شامل‎ ۱ 0000 ١ ‏:جداول معادلات والرم أقرار‎ 

صفحه 35:
موازنه ي عمومي انرژي در كلي ترین حالت در ۱ = sp ‏ديك سبيستم ياف اميد در حفیقت برقراري موازنه ي انرژي حول‎ ‏سيستم است و مي توان حول هر زير سيستم يا زير سيستم ان را‎ برقرار كرد . براي عموميت دادن به قانون و با توجه به شكل زير و با اق اهاء سوسم عقهور وأكيفة. واأكصة, كدوناد. هد ‎exes ler‏ je ae | | Q-W, = (H,—H,)+ (Exa— Exs)+ (Eps — Em) ee ge a ee ey a ae ne culstst gues Hy =Hat Het Hgts = males + ites to ‏چون ترم تجمع‎ عل طقلم 177 عل راس :17 عه جو أل عير قا + وى 84 - 84 . ae, . ‏اي ديده نمى شود‎ Egy = Exes + Ener + Eres t pa tee ‎Eg + Egat Exist‏ = ررظ ‎ ‎ ‎ ‎Epy = Ep t+ Epc + Epes > Ep = Ent Enrt Enst ‎Me. B ‏ريق‎ + Mea BeZen HO ‏ور وراد‎ to ‎ ‏نا ‎ 

صفحه 36:
شش رابطه ي اخیر را در قانون اول جاگذاري دار را ع) +(را۳ 2 - بط ) ,90-1۷ ‎j=l j=l j=l j=l‏ ‎a i 82 mMy.Z)‏ )62 + ‎j=l j=l‏ رابطه ي فوق يك رابطه ي كلي است و در موارد خاص مي توان آن را ‎op;‏ 25 واکنش ‎Sail‏ نیفتد معمولا < است . يعني هر چقدر از هر ماده واردسیستم شده مي بایست خارج هم بشود 

صفحه 37:
یتیک (/۸۵۵۱:۵) برنگ سیسشمی است كه در حلى فرابند ب| محيط تبلدل حوارت نس ىكند. ‎acl oils‏ فريند آديفاتيك (000088 ع0« طاهلق6(فريتدى كدير أن مح فتتل موري موت نر وبوازنه انرزى موز 6000۵993 فضاى فرضى که رای تمريف سيستم استفاده م شو ‎Cte ae) at‏ ( سيستمى كه هر أن كباطل جزمب حيط سنوت تسن كير يقلى 5 ‎(Camervatlon of ener)‏ كل رز سيستم ومحيط أن بت الست كسار الكتتريكسى ‎Wort)‏ 0»4006) كار الام شده روى بنك سيستم يا بوسيله بيك نیتم که به یل ‎st‏ 3 جرين الكتريكى: جارى مشو وى ‎Sp Iu al Sah (Ene)‏ ‎hah SN‏ حركت الرذى از مكانى يا حاثى به مكلى با حفن ديكر ‎Ue pn eee ery ama) al‏ حالت تعادل (اهاه 0۷/۵/۷۵ خواس یک سیستم تحت موه نله بدون متفير م قد خاصسيت مقسدارى (0700689 ©4:8069900) خاصيتى كله يستكي به مقر ساده موجوه درد ملد حجم با eS san Sete (Flow system) lege ein کار ‎JF Flow worl) Shige‏ اتجام شده روى ينك سيستم ببراى رار ‎al OS‏ سل بدرون سیستم با کار انجام شده يوسيله يك سيستي يولى فرستادن المان سيال بدرون نحيط. أموازتتة اتسرزى ‎ht pet General emery balance) GF‏ درون بك سيستم مساوى الست با خالس حوارت و كار تيادل شده با محبطا بعلاوء خالص انوذى كه بوسيله جريان به سيستم ورد يا از أن خارج مىيشود. حوارت (0) 81080 انتثال انرز از مرزهاى يلك سيستم كه در نتيجه اختلاف دسا (بتانسیل) پین سبستم و ‎AF eat expect) gaye a‏ حرارت وبژه نیز تنیده می‌شبود ینک ظرقیت عررنی: بصضورت. تفیر ای داغلی ننسبت به حصا هر حجسم للبت تعريسف شود و دوصين ظرفييت حرارتی, نک پصورت تفر ‎Meat of condensation) le glee‏ متفى كرماى تبخير ‎mesh J ey ot ptt eat aston) ‏كرماى ذوب‎ ‎ ‏كرماى تصعيد (1108مدولاادة 06 11684) ‎pot‏ یی تبدل مستقیم جامد یه خر ‎(Het oF onportzation) let‏ تفبير انتالبى براى انتال قار از مايع به يار خاصيت شسدتى (:00004»م ©8000000) خاصيتى كه مستفل از مقداز رم موجود ‏ ‎te‏ ويزه يه ازا واحد مقدار مادم جرم با مول». ‎(ternal every) WO) Asie g3 a!‏ ری که بیان ماگروسکوپیک از سه اشرزى هاى ملكولى, اتسى و زيراتمى ارائه مىدهد. همه انجه از وان مین يفاى ميكروسكوبيك سيسنوهاى ديناميك تبعيت م تمايد. ليزوبار - هار نايت (##خادها) سمستمي را شرج مي دهد كه هر أن شار در على قرايند الفيمر تمي كتد ‎ ‎ ‏ماتشد دساء فار يا ‎PBEM eh eae AF tect ue chor) ca pine ‏ايزوكوريسك‎ ‏ایوتمال دم ثابت (0/۳۵:) سیستمی را رح مدهد كه در آن دما در ملی رید تفییر ‎SS‏ ‎em) KE) ain sh A‏ )رز یدای سیست به ل رعت آن نسيت به محیط. ‎list Se atone) ol cbf‏ که شامل انتقال فاز می‌شود ‏سیستم غیرجاری 000[ ۱000۷ به سیستم بسته مراجمه کید ‏سیستم با ‎HLM)‏ 0۴89 سیستمی که در آن یال چرم با محیط سورت م كيرد ‎El aS ALD se (Pah arable futon) pene A pin‏ این درد که رید جكونه صورت میکرده ماد کم وا ‎pet (Phase tran) 35 JLB‏ ازفاز جاسد بيه سابع اسايع به قار ككازلزجاصد يه فازكازيها منکوس‌های مب ‎cite lca (Plat function) ha gs‏ مراجعه كنيد. ‎Ate ee eb AS i loo a lil Potental emer) (PE) Set hh ‏کیسیب آن اد م‌شد نت هسلج مرجع‎ ‏توا ‎omer‏ ارب ای احد من ‏خاصيت ‎Sele ale fig SPO)‏ میتی ‏اتمودارضاى مرجع ماده ‎١‏ 0۵ وهای سورد استفاده رای تخسین مشادیر خواس ‎Ri‏ كه رای ماس با همان خواس ماده هر شرايط مرجع ... ‏گرمای محسویی ۵0 3:01 يك تغيير تتالبى كه دراتقال فاز ورد تم شود ‎Sanat ames St lg (Sewage $F‏ أن را يب ‏ات ‎epg ya i PAF ping pase)‏ 98 ا ليع ‎as il ps al (Bate) te‏ و فقار. ‎ ‎ ‎mie oh HO A AS AL te (State vaable) CTL (gh) alsa‏ می‌شوه و مقدرآنفقطز به حالت سيستم بستكى دارد و به بيشيته آن ‎ab ial gS‏ ‏حائنت يكنواضت ‎Sten atte)‏ تجمع هر سيستم صفر لست جريانهاى ورودى وأغروجى بت هستند و ‎Gir » Currounding) bene‏ غارح از سیستم. ‏سیستم ‎je System)‏ مد با مطته‌ای از فا که رای نیز اتخلب شده ات ‏را (0۳90600)به حالتغهریکنواخت ماج ند ‏حالت غیریکنواخت (90)حلت ینت نیست (ه حالتکناخت مراجمه کید ‏كسار 0900 ‎a) JF (Work‏ انست که انقل آسرژی بسن سیستم و محیظ آن را نشان می‌دهد. كار نمتواند الخيره شود 

صفحه 38:
cE