Hoe wordt warmte overgedragen?
Om inzicht te krijgen in de werking van perslucht, kom je met een basisintroductie tot natuurkunde een heel eind. Lees meer over thermodynamica en hoe dit onontbeerlijk is om te begrijpen hoe luchtcompressoren werken.
Zoek in de Perslucht-wiki
Een kennismaking met thermodynamica: grondbeginselen en gaswetten
Een zeer interessante tak van de natuurkunde is de thermodynamica, vooral voor het verkrijgen van inzicht in luchtcompressoren. Dit artikel biedt u een korte inleiding tot de thermodynamica, waarbij de hoofdbeginselen en de gaswetten van Boyle en Charles worden besproken.
Wat zijn de wetten van de thermodynamica?
Energie bestaat in verschillende vormen, zoals thermische, fysieke, chemische, elektrische en stralingsenergie (licht enz.). Thermodynamica heeft betrekking op thermische energie, d.w.z. van het vermogen om verandering in een systeem teweeg te brengen of arbeid te verrichten.
De eerste wet van de thermodynamica weerspiegelt het beginsel van behoud van energie. De wet stelt dat energie gemaakt noch vernietigd kan worden. Daaruit volgt dat de totale energie in een gesloten systeem altijd behouden blijft, en dus constant blijft en slechts van de ene vorm overgaat in de andere. Daarom is warmte een vorm van energie die kan worden opgewekt uit of omgezet in arbeid.
De tweede wet van de thermodynamica stelt dat er in de natuur een neiging bestaat om richting een staat van grotere moleculaire wanorde te gaan. Entropie is een maat voor wanorde: massieve kristallen, de meest regelmatig gestructureerde vorm van materie, hebben zeer lage entropiewaarden. Gassen, die een grotere mate van wanorde vertonen, hebben hoge entropiewaarden. De potentiële energie van geïsoleerde energiesystemen die beschikbaar is om arbeid te verrichten neemt af naarmate de entropie toeneemt. De tweede wet van de thermodynamica stelt dat warmte nooit door "de eigen inspanning" kan overgaan van een gebied met lagere temperatuur naar een gebied met hogere temperatuur.
De gaswetten van Boyle en Charles
De wet van Boyle stelt dat als de temperatuur constant is (isotherm), het product van de druk en het volume constant is.
De wet van Charles stelt dat bij constante druk (isobar) het volume van een gas recht evenredig verandert met de verandering van temperatuur.
De algemene wet voor gassen is een combinatie van de wetten van Boyle en Charles. Deze wet geeft aan hoe druk, volume en temperatuur elkaar onderling beïnvloeden. Wanneer een van deze variabelen verandert, heeft dit gevolgen voor ten minste één van de andere twee variabelen.
De individuele gasconstante R is alleen afhankelijk van de eigenschappen van het gas. Als een massa m van het gas het volume V aanneemt, kan de relatie als volgt worden omschreven:
Gerelateerde artikelen
Toestandsverandering van gassen
Om inzicht te krijgen in de werking van perslucht, kom je met een basisintroductie tot natuurkunde een heel eind. Lees meer over thermodynamica en hoe dit onontbeerlijk is om te begrijpen hoe luchtcompressoren werken.
Gasdebiet door leidingen en smoren
Om inzicht te krijgen in de werking van perslucht, kom je met een basisintroductie tot natuurkunde een heel eind. Lees meer over thermodynamica en hoe dit onontbeerlijk is om te begrijpen hoe luchtcompressoren werken.