Docsity
Docsity

Przygotuj się do egzaminów
Przygotuj się do egzaminów

Studiuj dzięki licznym zasobom udostępnionym na Docsity


Otrzymaj punkty, aby pobrać
Otrzymaj punkty, aby pobrać

Zdobywaj punkty, pomagając innym studentom lub wykup je w ramach planu Premium


Informacje i wskazówki
Informacje i wskazówki

Termodynamika techniczna: przekrojowo, Skrypty z Termodinamica

Obszerne teroretyczne wprowadzenie do ćwiczeń

Typologia: Skrypty

2019/2020

Załadowany 12.10.2020

bart_ender
bart_ender 🇵🇱

4.3

(16)

110 dokumenty

1 / 109

Toggle sidebar

Ta strona nie jest widoczna w podglądzie

Nie przegap ważnych części!

bg1
Materiały pomocnicze do ćwiczeń z przedmiotu:
Termodynamika techniczna
mgr inż. Agnieszka Sadłowska-Sałęga
pf3
pf4
pf5
pf8
pf9
pfa
pfd
pfe
pff
pf12
pf13
pf14
pf15
pf16
pf17
pf18
pf19
pf1a
pf1b
pf1c
pf1d
pf1e
pf1f
pf20
pf21
pf22
pf23
pf24
pf25
pf26
pf27
pf28
pf29
pf2a
pf2b
pf2c
pf2d
pf2e
pf2f
pf30
pf31
pf32
pf33
pf34
pf35
pf36
pf37
pf38
pf39
pf3a
pf3b
pf3c
pf3d
pf3e
pf3f
pf40
pf41
pf42
pf43
pf44
pf45
pf46
pf47
pf48
pf49
pf4a
pf4b
pf4c
pf4d
pf4e
pf4f
pf50
pf51
pf52
pf53
pf54
pf55
pf56
pf57
pf58
pf59
pf5a
pf5b
pf5c
pf5d
pf5e
pf5f
pf60
pf61
pf62
pf63
pf64

Podgląd częściowego tekstu

Pobierz Termodynamika techniczna: przekrojowo i więcej Skrypty w PDF z Termodinamica tylko na Docsity!

Materiały pomocnicze do ćwiczeń z przedmiotu:

Termodynamika techniczna

  • Spis treści Spis treści
  • 1 Gaz jako czynnik termodynamiczny
    • 1.1 Prawa gazowe
    • 1.1.1 Prawo Boyle'a-Mariotte'a..................................................................................................................................
    • 1.1.2 Prawo Gay-Lussaca
    • 1.1.3 Prawo Avogadra...............................................................................................................................................
    • 1.2 Równanie stanu gazu doskonałego i półdoskonałego
    • 1.2.1 Ciepło właściwe
    • 1.2.2 Stała gazowa
    • 1.2.3 Równanie Clapeyrona – równanie stanu gazu doskonałego
  • 2 Bilans energii. Pierwsza zasada termodynamiki.........................................................................
    • 2.1 Przemiany termodynamiczne
    • 2.2 Energia wewnętrzna układu
    • 2.3 Praca i ciepło przemiany......................................................................................................................................
    • 2.3.1 Praca przemiany.............................................................................................................................................
    • 2.3.1.1 Praca bezwzględna
    • 2.3.1.2 Praca użyteczna.........................................................................................................................................
    • 2.3.1.3 Praca techniczna........................................................................................................................................
    • 2.3.2 Ciepło przemiany
    • 2.4 Entalpia i entropia
    • 2.4.1 Entalpia..........................................................................................................................................................
    • 2.4.2 Entropia
    • 2.5 Pierwsza zasada termodynamiki...........................................................................................................................
    • 2.5.1 Bilans energii przemiany termodynamicznej....................................................................................................
    • 2.5.2 Bilans energii maszyny przepływowej.............................................................................................................
  • 3 Przemiany charakterystyczne gazów doskonałych oraz półdoskonałych
    • 3.1 Przemiany charakterystyczne
    • 3.1.1 Izobara...........................................................................................................................................................
    • 3.1.1.1 Praca bezwzględna
    • 3 .1.1.2 Praca techniczna........................................................................................................................................
    • 3.1.1.3 Ciepło przemiany
    • 3.1.1.4 Przyrost entropii........................................................................................................................................
    • 3.1.2 Izochora
    • 3.1.2.1 Praca bezwzględna
    • 3.1.2.2 Praca techniczna........................................................................................................................................
    • 3.1.2.3 Ciepło przemiany
    • 3.1.2.4 Przyrost entropii........................................................................................................................................
    • 3.1.3 Izoterma.........................................................................................................................................................
    • 3.1.3.1 Praca bezwzględna
    • 3.1.3.2 Praca techniczna........................................................................................................................................
    • 3.1.3.3 Ciepło przemiany
    • 3.1.3.4 Przyrost entropii........................................................................................................................................
    • 3.1.4 Izentropa (adiabata)........................................................................................................................................
    • 3.1.4. 1 Praca bezwzględna
    • 3.1.4.2 Praca techniczna........................................................................................................................................
    • 3.1.4.3 Ciepło przemiany
    • 3.1.5 Politropa
    • 3.1.5.1 Praca bezwzględna
    • 3.1.5.2 Praca techniczna........................................................................................................................................
    • 3.1.5.3 Ciepło przemiany
    • 3.2 Napełnianie i opróżnianie zbiorników
    • 3.2.1 Napełnianie zbiornika.....................................................................................................................................
    • 3.2.1.1 Opróżnianie zbiornika
  • 4 Obiegi termodynamiczne. Druga zasad termodynamiki
    • 4.1 Obiegi termodynamiczne
    • 4.1.1 Obiegi prawo- i lewobieżne
    • 4.1.1.1 Obiegi prawobieżne...................................................................................................................................
    • 4.1.1.2 Obiegi lewobieżne..................................................................................................................................... Materiały pomocnicze do przedmiotu Termodynamika techniczna.
    • 4.1.2 Praca obiegu i ciepło obiegu
    • 4.1.2.1 Obieg prawobieżny
    • 4.1.2.2 Obieg lewobieżny
    • 4.1.3 Sprawność i efektywność obiegu
    • 4.1.3.1 Obieg prawobieżny
    • 4.1.3.2 Obieg lewobieżny
    • 4.1.4 Typowe porównawcze obiegi gazowe
    • 4.1.4.1 Obieg Carnota...........................................................................................................................................
    • 4.1.4.2 Obiegi silników spalinowych tłokowych
    • 4.1.4.3 Obiegi silników spalinowych turbinowych
    • 4.1.4.4 Gazowe obiegi chłodnicze
    • 4.1.4.5 Sprężanie
    • 4.2 Druga zasada termodynamiki...............................................................................................................................
  • 5 Właściwości jednoskładnikowych par nasyconych......................................................................
    • 5.1 Przemiany fazowe
    • 5.2 Energia cieplna i entalpia w procesie parowania
    • 5.3 Przemiany charakterystyczne pary
    • 5.3.1 Izoterma.........................................................................................................................................................
    • 5.3.2 Izochora.........................................................................................................................................................
    • 5.3.3 Izobara...........................................................................................................................................................
    • 5.3.4 Izentropa (adiabata ) odwracalna.....................................................................................................................
    • 5.3.5 Izentalpa
    • 5.4 Parowe obiegi porównawcze................................................................................................................................
    • 5.4.1 Obieg Clausiusa-Rankine'a
    • 5.4.2 Obieg Lindego
  • 6 Powietrze wilgotne........................................................................................................................
    • 6.1 Podstawowe parametry powietrza wilgotnego
    • 6.1.1 Zawartość wilgoci
    • 6.1.2 Ciśnienie cząstkowe pary wodnej....................................................................................................................
    • 6.1.3 Ciśnienie pary wodnej w stanie nasycenia
    • 6.1.4 Wilgotność względna
    • 6.1.5 Stopień nasycenia...........................................................................................................................................
    • 6.1.6 Temperatura punktu rosy................................................................................................................................
    • 6.1.7 Entalpia powietrza wilgotnego........................................................................................................................
    • 6.2 Wykres „i-x” Molliera.........................................................................................................................................
    • 6.2.1 Punkt nasycenia
    • 6.2.2 Punkt rosy......................................................................................................................................................
    • 6.2.3 Temperatura termometru mokrego
  • 7 Wymiana ciepła
    • 7.1 Podstawowe pojęcia
    • 7.2 Podstawowe sposoby przenoszenia ciepła
    • 7.2.1 Konwekcja.....................................................................................................................................................
    • 7.2.2 Przewodzenie.................................................................................................................................................
    • 7.2.2.1 Przegroda jednowarstwowa
    • 7.2.2.2 Przegroda wielowarstwowa
    • 7.2.3 Promieniowanie
    • 7.3 Przenikanie ciepła przez przegrody płaskie...........................................................................................................
    • 7.4 Przenikanie ciepła przez ścianę walcową............................................................................................................
    • 7.5 Izolowanie przegród..........................................................................................................................................
    • 7.5.1 Przegroda płaska
    • 7.5.2 Przegroda walcowa
  • Literatura................................................................................................................................................

1 Gaz jako czynnik termodynamiczny

Gaz doskonały (idealny) jest to abstrakcyjny, matematyczny model gazu, spełniający na- stępujące warunki:  brak oddziaływań międzycząsteczkowych z wyjątkiem odpychania w momencie zderzeń cząste- czek;  objętość cząsteczek jest znikoma w stosunku do objętości gazu;  zderzenia cząsteczek są doskonale sprężyste;  cząsteczki znajdują się w ciągłym chaotycznym ruchu. Gaz doskonały posiada stałe ciepło właściwe (niezależne od temperatury i ciśnienia), nie zmienia stanu skupienia. Można go traktować jako zbiór cząstek stanowiących punkty materialne. Ściśle podporządkowuje się następującym prawom gazowym:

  1. Boyle’a i Mariotte’a;
  2. Gay-Lussaca;
  3. Avogadra. Gaz półdoskonały stosuje się do wyżej wymienionych trzech praw, ale jego ciepło właściwe nie jest stałe i zależy od temperatury. Gaz rzeczywisty – pojęcie termodynamiczne oznaczające gaz, który nie zachowuje się ściśle zgodnie z prawami ustalonymi dla gazu doskonałego. W praktyce są to wszystkie gazy istniejące w realnym świecie, aczkolwiek przybliżenie gazu doskonałego może być do nich w wielu warun- kach z powodzeniem zastosowane. Przybliżenie to zawodzi jednak w skrajnych warunkach, oraz gdy istnieje potrzeba dokonania bardzo dokładnych obliczeń w warunkach zbliżonych do normal- nych. Należy zwrócić uwagę na to, że gazy rzeczywiste znajdujące się pod niezbyt dużymi ciśnie- niami i w temperaturach znacznie wyższych od temperatur, w których mogłyby być bez zmiany ciśnienia zmienione w ciecz, a zarazem niższych od tych, w których dysocjacja odgrywałaby dużą rolę, mają własności bardzo zbliżone do własności gazów półdoskonałych. Stosując do nich prawa Boyle'a i Mariotte'a, Gay-Lussaca, Avogadra i wynikające z tych praw wzory popełniamy tylko nieznaczne błędy. Stosowanie zaś omawianych praw gazowych bardzo ułatwia obliczenia.
1.1.2 Prawo Gay-Lussaca

2 Prawo Gay-Lussaca opisuje przemianę izobaryczną gazu doskonałego: „ Jeżeli ciśnienie gazu jest stałe, to jego objętość zmienia się wprost proporcjonalnie do temperatury wyrażonej w kelwinach”. Gdy p = const:  const. T

V

( 1. 2 )

1.1.3 Prawo Avogadra

Prawo Avogadra (hipoteza Avogadra) głosi,. że: „ W tych samych warunkach fizycznych tj. w takiej samej temperaturze i pod takim samym ciśnieniem, w równych objętościach różnych gazów znajduje się taka sama liczba cząsteczek”. Prawo Avogadra jest prawem przybliżonym, którego zakres stosowalności zależy od podo- bieństwa porównywanych gazów rzeczywistych do gazu doskonałego. Rys.1. 3. Graficzna interpretacja prawa Avogadra

1.2 Równanie stanu gazu doskonałego i półdoskonałego

1.2.1 Ciepło właściwe

Pojemność cieplna ( C ) jest to różniczkowa ilość ciepła zaabsorbowanego przez układ ( dQ ), niezbędna do zmiany temperatury układu, która jest proporcjonalna do tej zmiany temperatury ( dT ). . dT dQ C  [J K^1 ] (1.3) (^2) Prawo to odkrył J.A. Charles na podstawie doświadczeń rozpoczętych w 1787 r. a ostatecznie sformułował Gay-Lussac na podstawie opublikowanych przez siebie danych w 1802 r. Rys.1.2. Graficzna interpretacja prawa Gay-Lussaca

Pojemność cieplna przypadająca na jednostkę masy to ciepło właściwe (zwane również kilogramo- wym ciepłem właściwym), a na 1 mol to molowe ciepło właściwe. Ciepłem właściwym ( c ) nazywamy ilość ciepła potrzebną do ogrzania 1 kg ciała o 1 stopień. W układzie jednostek SI ma ono wymiar J·kg-^1 ·K-^1. Molowym ciepłem właściwym ( Mc ) nazywamy ilość ciepła potrzebną do ogrzania 1 mol cia- ła o 1 stopień. W układzie jednostek SI ma ono wymiar J·mol

  • 1 ·K - 1 . Pojemność cieplna C jest związana z ciepłem właściwym oraz molowym ciepłem właściwym poprzez proste zależności: [J K ];  1 Ccm  (^1.^4 )

  [J K ];

 1 CMcn  (1.5) gdzie: m – masa substancji, [kg]; n – liczba moli substancji, [mol]. Molowe ciepło właściwe (zwane czasem molową pojemnością cieplną) łączy z ciepłem właściwym zależność opisana następującym wzorem:

 Mc   M  c [J mol^1 K^1 ]; (^1.^6 )

gdzie: M – masa molowa substancji, [kg·mol-^1 ]. Ściśliwość gazów powoduje, że inną ilość ciepła należy dostarczyć ogrzewając gaz o 1 K przy niezmiennym ciśnieniu, a inną przy niezmiennej objętości. Z tego powodu, dla gazów, należy roz- różnić ciepło właściwe przy stałym ciśnieniu ( cp ) i ciepło właściwe przy stałej objętości ( cv ). Ciepło właściwe gazów doskonałych nie zależy od temperatury. Analogicznie do ciepła właściwego, w przypadku gazów, rozróżniamy molowe ciepło wła- ściwe przy stałym ciśnieniu ( Mcp ) oraz molowe ciepło właściwe przy stałej objętości ( Mcv ). Ciepło właściwe przemiany realizowanej przy stałym ciśnieniu jest większe, niż ciepło wła- ściwe przemiany realizowanej przy stałej objętości. Stosunek obu tych wielkości nazywany jest wykładnikiem adiabaty ( κ ) :

Mc Mc c c v p v p    ( 1. 7 )

W tabeli 1.2 Podano wartości indywidualnej stałej gazowej dla wybranych gazów. Tab.1.2. Wartości indywidualnej stałej gazowej dla niektórych gazów [4] cp cv Rodzaj gazu Wzór M [kg·kmol-^1 ] R [J·kg-^1 ·K-^1 ] (^) [kJ·kg-^1 ·K-^1 ] Acetylen C 2 H 2 26,038 319,31 1,610 1, Amoniak NH 3 17,031 488,19 2,05 6 1, Azot N 2 28,013 296,80 1,039 0, Azot powietrzny — 28,150 295,36 1,030 0, Dwutlenek siarki SO 2 64,063 129,78 0,607 0, Dwutlenek węgla CO 2 44,010 188,92 0,815 0, Etan C 2 H 6 30,070 276,50 1,647 1, Etylen C 2 H 4 28,054 296,37 1,460 1,1 63 Hel He 4,0026 2077,2 5,234 3, Metan CH 4 16,043 518,25 2,165 1, Para wodna H 2 O 18,015 461,52 1,859 1, Powietrze — 28,967 287,03 1,004 0, Tlen O 2 31,999 259,83 0,915 0, Tlenek węgla CO 28,011 296,82 1,040 0, Wodór H 2 2,0159 4124,3 6 14,195 10, Znając indywidualną stałą gazową oraz wykładnik adiabaty można obliczyć wartości ciepła właściwego przy stałym ciśnieniu oraz stałej objętości również z następujących zależności: [Jkg K ]; 1

  ^1  ^1

cpR   ( 1. 11 ) [Jkg K ]; 1

cvR  ( 1. 12 )

1.2.3 Równanie Clapeyrona – równanie stanu gazu doskonałego

Na podstawie praw Boyle’a i Mariotte’a oraz Gay-Lussaca zostało wyprowadzone równanie stanu gazu 3 opisujące związek pomiędzy temperaturą, ciśnieniem i objętością gazu doskonałego, a w sposób przybliżony opisujące gazy rzeczywiste: pVmRT ; ( 1. 13 ) pvRT ; ( 1 .13a) (^3) Równanie stanu gazu zostało sformułowane w 1834 roku przez Benoîta Clapeyrona.

p  V  n   RM   T ; ( 1 .13b)

gdzie: m – masa gazu, [kg]; n – liczba moli gazu, [mol]; p – ciśnienie gazu, [Pa]; R – indywidualna stała gazowa, [J·kg-^1 ·K-^1 ]; RM – uniwersalna stała gazowa ( RM = 8, 314 J·mol-^1 ·K-^1 ); T – temperatura gazu, [K]; V – objętość gazu, [m 3 ]; v – objętość właściwa gazu, [m^3 ·kg-^1 ].

2 Bilans energii. Pierwsza zasada termodynamiki

2.1 Przemiany termodynamiczne

Układ termodynamiczny to dowolnie wybrana część wszechświata, której zachowanie jest rozpatrywane na podstawie zasad termodynamiki. Pozostały świat to otoczenie termodynamiczne. Rys.2.1. Układ termodynamiczny (wyodrębnienie układu ciał za pomocą osłony kontrolnej) Dzięki ograniczeniu danego zjawiska do układu można osobno rozpatrywać procesy we- wnątrz układu i procesy wymiany energii między układem i otoczeniem, o którym dzięki temu nic nie musimy wiedzieć. Przemiana termodynamiczna jest to zmiana stanu układu polegająca na przejściu układu od jednego stanu zwanego początkowym do drugiego zwanego końcowym poprzez conitnuum sta- nów pośrednich. Przemiana jest odwracalna, jeśli od jej stanu końcowego do początkowego można powróci w taki sposób, że również otoczeniu zostanie przywrócony stan pierwotny. Odwzorowaniem przemiany w przestrzeni jest linia ciągła, łącząca kolejne punkty od stanu początkowego do stanu końcowego. Równanie linii przemiany nazywamy równaniem przemiany. Pomiędzy dwoma stanami czynnika termodynamicznego można zrealizować nieskończenie wiele przemian termodynamicznych. Pośród nich wyróżniamy przemiany charakterystyczne: prze- miana przy stałym ciśnieniu (izobaryczna), przemiana przy stałej objętości (izochoryczna), prze- miana przy stałej temperaturze (izotermiczna), przemiana politropowa (patrz rozdział 3). Gdy do układu nie dopływa ani nie odpływa substancja to przemiany, którym poddawany jest czynnik termodynamiczny nazywamy zamkniętymi. Jeśli podczas przemian układ pobiera lub oddaje na zewnątrz substancje to przemiany te nazywamy otwartymi.

2.2 Energia wewnętrzna układu

Jeśli do układu doprowadzimy energię ( Ed ) część z niej pozostaje w układzie ( Eu ) zmieniając jego energię wewnętrzną, a część jest odprowadzana na zewnątrz układu ( Ez ). Opierając się na za- sadzie zachowania energii można więc napisać równanie bilansu energii: E (^) d   EuEz ; (2.1) gdzie: Ed – energia doprowadzona do układu; Eu –^ przyrost energii układu; Ez – energia odprowadzona z układu. Rys.2.2. Wykres Sankey’a bilansu energii. Bilans energii jest często przedstawiany w postaci wykresu Sankeya (rys.2.2). W urządzeniach technicznych najczęściej spotyka się cztery sposoby przekazywania energii: za pomocą prądu elektrycznego, przez wykonanie pracy mechanicznej, przez przepływ ciepła, za pomocą strugi czynnika. Energia każdego ciała jest sumą jego energii potencjalnej, kinetycznej i wewnętrznej. Ener- gia wewnętrzna ( U ) ciała fizycznego jest więc równa różnicy między jego energią całkowitą a ze- wnętrzną energią mechaniczną. Energia wewnętrzna ciał stałych, cieczy oraz gazów i par zależy tylko od ich temperatury (doświadczenie Gay-Lussaca).

ΔU  m  cv  ΔT  n   Mcv   ΔT [J]; (2.3)

gdzie: cv – ciepło właściwe przy stałej objętości, [J·kg-^1 ·K-^1 ]; ( Mcv ) – molowe ciepło właściwe przy stałej objętości, [J·mol-^1 ·K-^1 ]. Postać powyższego wzoru wynika z faktu, że wnioski wyciągnięte z doświadczenia Gay-Lussaca są prawdziwe jedynie, gdy doprowadzone lub odprowadzone ciepło jest zużywane tylko do zmiany energii wewnętrznej czynnika (a nie np. do wykonania pracy). Zatem ogrzewanie/chłodzenie musi odbywać się przy stałej objętości. W zagadnieniach technicznych posługujemy się głównie przyrostami energii wewnętrznej. W związku z tym przyjęcie parametrów, przy których energia wewnętrzna ma wartość zero, może być dowolne.

2.3 Praca i ciepło przemiany

2.3.1 Praca przemiany

Praca ( L ) w mechanice jest definiowana jako iloczyn skalarny siły i drogi, tj. jako iloczyn drogi przez rzut siły na kierunek przesunięcia. W termodynamice konieczne jest uogólnienie poję- cia pracy, gdyż oprócz pracy mechanicznej może również wystąpić praca wykonana przez prąd elektryczny, pole magnetyczne itp. Mówiąc w termodynamice o pracy układu mamy na myśli wyłącznie pracę makroskopowych sił zewnętrznych, którą układ pobiera z zewnątrz lub od- daje na zewnątrz – wskutek oddziaływania z otoczeniem. Praca przemiany jest przedstawiana graficznie jako pole pod wykresem przemiany w układzie p-V, dlatego też układ ten nazywany jest układem pracy lub układem Clapeyrona (rys.2.4). Znak pracy jest umowny: pracę wykonywaną przez układ uważamy (w termodynamice tech- nicznej) za dodatnią, natomiast praca wykonywana na układzie ma znak ujemny. Praca zewnętrzna przemiany zależy od rodzaju przemiany, a w celu jej obliczenia należy znać charakterystyczną dla tej przemiany zależność ciśnienia od objętości. Typowym w termodynamice przykładem wykonania pracy jest oddziaływanie tłoka na czyn- nik termodynamiczny zamknięty w cylindrze. Rys.2.4. Układ pracy (Clapeyrona)

2.3.1.1 Praca bezwzględna Praca bezwzględna ( absolutna, zewnętrzna ) ( L ) jest definiowana jako praca przekazywana przez czynnik termodynamiczny na wewnętrzną stronę tłoka w zamkniętym cylindrze (rys.2.5a), przy założeniu, że ciśnienie otoczenia jest równe zero ( pot = 0). Jest to praca związana ze zmianą objętości czynnika (rys.2.5b). Znak pracy bezwzględnej zależny jest od znaku zmiany objętości. Praca ekspansji jest dodatnia, natomiast praca kompresji jest ujemna. Całkowita praca zmiany obję- tości przemiany miedzy stanami 1 i 2, równa w danym przypadku całkowitej pracy przemiany, jest określona przez całkę: ( ) [J]; 2 1

V V L pV dV ( 2. 4 ) gdzie: p – ciśnienie czynnika termodynamicznego, [Pa]; V – objętość czynnika termodynamicznego, [m^3 ]. Zgodnie z interpretacją graficzną całki oznaczonej, pracę bezwzględną (pracę zmiany objęto- ści) można przedstawić na wykresie p-V za pomocą pola zawartego między liniami przemiany, jej skrajnymi rzędnymi oraz osią odciętych (rys.2.5c). Po przekształceniu równania 2.4, z uwzględnieniem równania stanu gazu doskonałego, przyjmuje ono następującą postać: [J]; 2 1 1 2 V

V

L (^)   mRT  ( 2 .4a) gdzie: m – masa czynnika termodynamicznego, [kg]; R – indywidualna stała gazowa czynnika termodynamicznego, [J·kg-^1 ·K-^1 ]; T – temperatura czynnika termodynamicznego, [K]; V 1 – objętość początkowa czynnika termodynamicznego, [m^3 ]; V 2 – objętość końcowa czynnika termodynamicznego, [m^3 ].

2.3.1.3 Praca techniczna Pracą techniczną ( Lt ) nazywamy sumę prac bezwzględnych wykonanych w jednym cyklu pracy maszyny przepływowej (maszyny, w których czynnik stale lub periodycznie do nich dopływa i dopływa, takie jak: silniki tłokowe, turbiny parowe, sprężarki, pompy), w której realizowana jest przemiana. Jeden cykl pracy składa się z trzech kolejnych przemian odwracalnych:

  1. Napełnianie cylindra (rys. 2.7a). Tłok przesuwa się z położenia początkowego A, w którym był dosunięty do dna cylindra, do położenia 1. Przez otwarty zawór wlotowy dopływa wtedy do cy- lindra czynnik z rurociągu, zatem jest to przemiana otwarta. Podczas tej przemiany ciśnienie w cylindrze nie zmienia się i jest ciągle równe ciśnieniu panującemu w rurociągu dolotowym.
  2. Rozprężanie się czynnika (rys. 2.7b). Obydwa zawory są zamknięte zatem jest to przemiana zamknięta. Objętość czynnika rośnie, a ciśnienie jego maleje. Przemiana ta trwa aż do chwili, w której ciśnienie czynnika staje się równe ciśnieniu panującemu w rurociągu wylotowym. Ci- śnienie to osiąga czynnik w chwili, w której tłok znajduje się w położeniu zwrotnym (2) (tj.w położeniu, w którym kierunek jego ruchu zmienia się na przeciwny). Rys.2. 6. Praca użyteczna przemiany: a) i b) zmiana objętości czynnika termodynamicznego w cylindrze z tłokiem, c) graficzna interpretacja w układzie p-V

Rys.2. 7. Praca idealnego silnika przepływowego: a) napełnianie, b) ekspansja, c) wydmuch, d) praca jednego cyklu