Sama myśl o termodynamice sprawia, że zaczynasz się pocić? Niepotrzebnie! Dzięki
temu praktycznemu przewodnikowi zabłyśniesz na zajęciach ze statystyki za sprawą
łatwych do zrozumienia i opisanych przystępnym językiem wyjaśnień sposobów
wykorzystywania energii w takich urządzeniach, jak samochody, samoloty, klimatyzatory i
elektrownie.
O autorze (13)
Podziękowania od autora (15)
Wstęp (17)
- O książce (17)
- Konwencje zastosowane w książce (18)
- Czego nie czytać (18)
- Naiwne założenia (19)
- Jak podzielona jest książka (19)
- Część I: Podstawy termodynamiki (19)
- Część II: Stosowanie zasad termodynamiki (19)
- Część III: Samoloty, pociągi i samochody - niech ciepło dla nas pracuje (20)
- Część IV: Relacje, reakcje i mieszaniny termodynamiczne (20)
- Część V: Dekalogi (21)
- Ikony użyte w książce (21)
- Co dalej (21)
CZĘŚĆ I: PODSTAWY TERMODYNAMIKI (23)
Rozdział 1: Termodynamika w codziennym życiu (25)
- Jak rozumieć termodynamikę (26)
- Badanie form energii (26)
- Energia kinetyczna (27)
- Energia potencjalna (27)
- Energia wewnętrzna (28)
- Energia i praca w akcji (28)
- Silniki - umożliwianie energii wykonywania pracy (28)
- Chłodzenie - umożliwienie pracy odprowadzania ciepła (29)
- Gazy rzeczywiste, mieszaniny gazów i reakcje spalania (29)
- Wielkie nazwiska i nowe sposoby oszczędzania energii (30)
Rozdział 2: Fundamenty termodynamiki (31)
- Definiowanie najważniejszych parametrów stanu (32)
- Ogólne podstawy pomiarów (32)
- Masa (33)
- Ciśnienie (33)
- Temperatura (34)
- Gęstość (36)
- Energia (37)
- Entalpia (41)
- Ciepło właściwe (41)
- Entropia (42)
- Procesy termodynamiczne (43)
- Tworzenie ścieżki procesu (44)
- Ustalanie stanu na każdym z końców ścieżki - postulat stanu (45)
- Łączenie procesów w celu stworzenia cyklu (46)
- Prawa natury dotyczące temperatury, energii i entropii (47)
- Zasada zerowa dotycząca temperatury (47)
- Pierwsza zasada dotycząca zachowania energii (48)
- Druga zasada dotycząca entropii (49)
- Trzecia zasada dotycząca zera bezwzględnego (50)
Rozdział 3: Praca z fazami i parametrami substancji (51)
- To tylko faza - opis ciał stałych, cieczy i gazów (51)
- Wykres fazowy (53)
- Wykres T-V (53)
- Wykres p-V (55)
- Przebieg przemian fazowych (56)
- Od cieczy sprężonej do cieczy nasyconej (57)
- Od nasyconej cieczy do nasyconej pary (58)
- Od pary nasyconej do pary przegrzanej (60)
- Znajdowanie parametrów termodynamicznych za pomocą tablic (61)
- Interpolacja liniowa (61)
- Interpolacja z wykorzystaniem dwóch zmiennych (62)
- Grzeczne gazy zachowują się doskonale (64)
Rozdział 4: Praca i ciepło pasują do siebie jak dwie połówki jabłka (67)
- Praca może dokonać wielkich rzeczy (68)
- Praca ze sprężynami (69)
- Obracanie wału (70)
- Przyspieszanie samochodu (71)
- Ruch tłoków (72)
- Określanie pracy objętościowej (75)
- Ogrzewanie i chłodzenie (76)
- Podgrzewanie w kotłach (77)
- Chłodzenie za pomocą skraplaczy (79)
- Schładzanie z wykorzystaniem parowników (80)
CZĘŚĆ II: STOSOWANIE ZASAD TERMODYNAMIKI (83)
Rozdział 5: Stosowanie pierwszej zasady w układach zamkniętych (85)
- Zachowanie masy w układzie zamkniętym (85)
- Bilansowanie energii w układzie zamkniętym (86)
- Zastosowanie pierwszej zasady termodynamiki do przemian gazu doskonałego (88)
- Praca z układami o stałej objętości (89)
- Praca z procesami o stałym ciśnieniu (90)
- Praca z procesami o stałej temperaturze (92)
- Praca z procesami adiabatycznymi (94)
- Zastosowanie pierwszej zasady termodynamiki do przemian cieczy i ciał stałych (96)
Rozdział 6: Zastosowanie pierwszej zasady w układach otwartych (99)
- Zachowanie masy w układzie otwartym (99)
- Masowe i objętościowe natężenie przepływu (100)
- Stosowanie zasady zachowania masy w układzie (100)
- Bilansowanie masy i energii w układzie (102)
- Gdy czas nie biegnie - proces w stanie ustalonym (103)
- Stosowanie pierwszej zasady w odniesieniu do czterech typowych procesów przebiegających
w układach otwartych (105)
- Przepływ przez dysze i dyfuzory (105)
- Praca z pompami, sprężarkami i turbinami (107)
- Przepływ energii w wymiennikach ciepła (109)
- Zmniejszanie ciśnienia za pomocą zaworów dławiących (111)
- Gdy liczy się czas - procesy przejściowe (113)
- Założenia bilansu energetycznego (114)
- Analiza procesu niestacjonarnego (115)
Rozdział 7: Analiza silników cieplnych i chłodziarek z wykorzystaniem
drugiej zasady termodynamiki (117)
- Konsekwencje drugiej zasady termodynamiki (118)
- Definiowanie zbiorników energii cieplnej (119)
- Parametry buforu ciepła (119)
- Uwzględnianie różnicy poziomów jakości (120)
- Druga zasada termodynamiki - sformułowanie Kelvina-Plancka dotyczące silników
cieplnych (121)
- Charakterystyki silników cieplnych (121)
- Określanie sprawności cieplnej (123)
- Chłodzenie z wykorzystaniem sformułowania Clausiusa (124)
- Charakterystyki chłodziarek (124)
- Określanie współczynnika wydajności (126)
Rozdział 8: Entropia, czyli koniec Wszechświata (129)
- Entropia - co to takiego? (129)
- Entropia w skali mikroskopowej (130)
- Entropia na poziomie makroskopowym (130)
- Zasada wzrostu entropii (132)
- Praca z wykresami T-s (134)
- Wykorzystywanie zależności T-ds (135)
- Obliczanie zmiany entropii (136)
- Substancje czyste (136)
- Ciecze i ciała stałe (139)
- Gazy doskonałe (140)
- Analiza procesów izentropowych (143)
- Wykorzystywanie stałego ciepła właściwego (143)
- Wykorzystywanie ciśnienia względnego i objętości względnej (145)
- Bilansowanie entropii w układzie (147)
Rozdział 9: Analiza układów z wykorzystaniem drugiej zasady termodynamiki
(149)
- Pomiar potencjału pracy z wykorzystaniem dostępności energii (150)
- Określanie zmiany poziomu dostępności (151)
- Obliczanie poziomu dostępności w układach zamkniętych (151)
- Obliczanie dostępności w układach otwartych o przepływie stacjonarnym (155)
- Obliczanie dostępności w układach otwartych o przepływie niestacjonarnym (158)
- Bilansowanie dostępności układu (160)
- Transfer dostępności za pomocą procesów pracy (161)
- Transfer dostępności za pomocą procesów transferu ciepła (161)
- Transfer dostępności za pośrednictwem przepływu masy (162)
- Zasada spadku dostępności (162)
- Praca odwracalna i nieodwracalność (163)
- Obliczanie wydajności układu z punktu widzenia drugiej zasady termodynamiki (165)
CZĘŚĆ III: SAMOLOTY, POCIĄGI I SAMOCHODY - NIECH CIEPŁO DLA NAS PRACUJE
(169)
Rozdział 10: Praca z cyklami Carnota i Braytona (171)
- Analiza idealnego silnika cieplnego - cykl Carnota (172)
- Badanie czterech procesów w cyklu Carnota (173)
- Obliczanie sprawności cyklu Carnota (174)
- Idealny silnik z turbiną gazową - cykl Braytona (175)
- Badanie czterech procesów w cyklu Braytona (176)
- Analiza cyklu Braytona (178)
- Określanie sprawności cyklu Braytona (184)
- Obliczanie nieodwracalności cyklu Braytona (184)
- Zwiększanie sprawności cyklu Braytona za pomocą regeneracji (186)
- Dodawanie do cyklu Braytona chłodzenia międzystopniowego i przegrzewu wtórnego (188)
- Wpływ chłodzenia międzystopniowego i przegrzewu wtórnego na cykl Braytona (188)
- Analiza skutków chłodzenia międzystopniowego i przegrzewu wtórnego (190)
- Zachowanie nieidealne - sprawność rzeczywistego cyklu Braytona (192)
- Cykl Braytona w locie - napęd odrzutowy (193)
- Działanie idealnego cyklu turboodrzutowego (194)
- Analiza cyklu silnika odrzutowego (196)
Rozdział 11: Praca z cyklami Otta i Diesla (199)
- Podstawowe informacje o silnikach tłokowych (199)
- Idealny silnik z zapłonem iskrowym - cykl Otta (203)
- Analiza cyklu Otta (203)
- Obliczanie sprawności cyklu Otta (209)
- Obliczanie nieodwracalności cyklu Otta (210)
- Praca z silnikiem o zapłonie sprężeniowym - cykl Diesla (212)
- Badanie czterech procesów cyklu Diesla (212)
- Analiza cyklu Diesla (214)
- Obliczanie sprawności cyklu Diesla (219)
- Obliczanie nieodwracalności cyklu Diesla (220)
Rozdział 12: Praca z cyklami Rankine'a (221)
- Podstawy cyklu Rankine'a (221)
- Badanie czterech procesów cyklu Rankine'a (223)
- Analiza cyklu z wykorzystaniem tablic parametrów pary (225)
- Obliczanie sprawności cyklu Rankine'a (227)
- Obliczanie nieodwracalności cyklu Rankine'a (228)
- Usprawnianie cyklu Rankine'a za pomocą przegrzewu wtórnego (229)
- Modyfikacja cyklu Rankine'a za pomocą regeneracji (233)
- Zachowania odbiegające od idealnego - przebieg rzeczywistego cyklu Rankine'a (237)
Rozdział 13: Obniżanie temperatury - cykle chłodnicze (241)
- Podstawy cykli chłodniczych (242)
- Chłodzenie za pomocą odwrotnego cyklu Braytona (242)
- Badanie czterech procesów w odwrotnym cyklu Braytona (243)
- Analiza cyklu przy stałej wartości ciepła właściwego (245)
- Obliczanie współczynnika wydajności odwrotnego cyklu Braytona (247)
- Obliczanie nieodwracalności dla chłodziarki cyklu Braytona (247)
- Chłodzenie za pomocą chłodziarki sprężarkowej (249)
- Badanie czterech procesów w chłodziarce sprężarkowej (250)
- Analiza cyklu za pomocą tablic parametrów termodynamicznych czynnika chłodniczego
(252)
- Obliczanie współczynnika wydajności chłodziarki sprężarkowej (254)
- Obliczanie nieodwracalności chłodziarki sprężarkowej (255)
- Rozgrzewka z pompami ciepła (256)
- Badanie czterech procesów przebiegających w pompie ciepła (256)
- Analiza pompy ciepła (258)
- Obliczanie współczynnika wydajności pompy ciepła (258)
- Obliczanie nieodwracalności pompy ciepła (259)
CZĘŚĆ IV: RELACJE, REAKCJE I MIESZANINY TERMODYNAMICZNE (261)
Rozdział 14: Zachowania gazów rzeczywistych (263)
- Zachowanie odbiegające od doskonałego - gaz rzeczywisty (264)
- Określanie parametrów za pomocą współczynnika ściśliwości (266)
- Wykorzystywanie zredukowanej temperatury i ciśnienia (268)
- Wykorzystywanie objętości pseudozredukowanej (269)
- Ustalanie ciśnienia za pomocą równania van der Waalsa (270)
Rozdział 15: Mieszanie gazów obojętnych (273)
- Określanie parametrów termodynamicznych mieszaniny gazów (274)
- Wykorzystywanie ułamków masowych i molowych mieszanin gazów (274)
- Określanie parametrów mieszaniny gazów (276)
- Współczynnik ściśliwości mieszanin gazów rzeczywistych (277)
- Założenia dotyczące współczynników ściśliwości mieszanin (278)
- Ustalanie współczynników ściśliwości za pomocą prawa Amagata (279)
- Ustalanie współczynników ściśliwości za pomocą prawa Daltona (281)
- Obliczanie współczynnika ściśliwości za pomocą reguły Kaya (282)
- Psychrometria - mieszaniny powietrza i pary wodnej (284)
- Ustalanie temperatury termometru wilgotnego za pomocą psychrometru obrotowego (284)
- Jest duszno - obliczanie wilgotności właściwej i względnej (285)
- Zaparowane okulary - punkt rosy (287)
- Rozwiązywanie problemów związanych z temperaturą i wilgotnością (288)
- Korzystanie z wykresu psychrometrycznego (289)
- Komfort dzięki klimatyzacji (292)
- Ogrzewanie i nawilżanie powietrza (292)
- Chłodzenie i osuszanie powietrza (294)
Rozdział 16: Procesy spalania (299)
- Równania reakcji spalania (300)
- Ile potrzeba powietrza - stechiometryczne równania reakcji (301)
- Nadmiar powietrza w procesie spalania (301)
- Definiowanie parametrów termodynamicznych związanych ze spalaniem (303)
- Entalpia tworzenia (303)
- Entalpia spalania (305)
- Wykorzystywanie pierwszej zasady termodynamiki w układach spalania o przepływie
stacjonarnym (309)
- Analiza przykładowego układu o przepływie stacjonarnym (310)
- Wykorzystywanie pierwszej zasady termodynamiki w zamkniętych układach spalania (312)
- Analiza przykładowego układu zamkniętego (312)
- Uch, jak gorąco! Określanie adiabatycznej temperatury płomienia (314)
- Przykład obliczania adiabatycznej temperatury płomienia (315)
CZĘŚĆ V: DEKALOGI (319)
Rozdział 17: Dziesięciu słynnych badaczy zagadnień termodynamiki (321)
- George Brayton (321)
- Nicolas Léonard Sadi Carnot (322)
- Anders Celsius (322)
- Rudolf Diesel (322)
- Daniel Gabriel Fahrenheit (322)
- James Prescott Joule (323)
- Nikolaus August Otto (323)
- William Rankine (323)
- William Thomson, czyli lord Kelvin (324)
- James Watt (324)
Rozdział 18: Dziesięć innych cykli wartych uwagi (325)
- Silniki dwusuwowe (325)
- Silniki Wankla (326)
- Cykl Stirlinga (327)
- Cykl Ericssona (328)
- Cykl Atkinsona (328)
- Cykl Millera (329)
- Cykl absorpcji (330)
- Cykl Einsteina (330)
- Silniki o układzie gazowo-parowym (331)
- Cykle binarne (332)
Dodatek (333)
Skorowidz (343)
