Primeri ispitnih pitanja iz Uvoda u termodinamiku

PRIMJERI ISPITNIH PITANJA 

ZA 

USMENI ISPIT IZ UVODA U TERMODINAMIKU 

(Upute za uporabu: vidjeti na kraju!) 

A Osnovni pojmovi 

1.

Što su veli

č

ine stanja? Nabrojite sve s kojima smo se služili i napišite njihove mjerne 

jedinice! 

2.

Što se mjeri s pomo

ć

u manometra i U-cijevi? Smijemo li na njima o

č

itane vrijednosti 

izravno unositi u formule s kojima ra

č

unamo (primjerice u jednadžbu stanja idealnog 

plina)? 

3.

Nabrojite sve oblike energije koje neki sustav može 

sadržavati

! Koje su im zna

č

ajke? 

Kojim se mjernim jedinicama izražavaju? 

4.

Nabrojite 

prijelazne

 oblike energije! Koliko ih ima i kako su definirani (rije

č

ima)? Jesu li 

oni veli

č

ine stanja? Kako se nazivaju (i kojim se mjernim jedinicama izražavaju) u 

zatvorenom, a kako u otvorenom sustavu? 

5.

Što je toplinski kapacitet tijela i kako je definiran? Što je specifi

č

ni, a što molarni 

toplinski kapacitet tijela i kako su definirani? Može li toplinski kapacitet biti 
“beskona

č

an”? 

6.

Što su to “

ravnotežni procesi

”? Koje uvjete mora ispunjavati tijek procesa da bi ga mogli 

smatrati ravnotežnim? Koliko ravnotežnih uvjeta treba biti narušeno da bi proces bio 
neravnotežan? 

7.

Kako glasi “prvi postulat ravnoteže”? 

8.

Kako glasi “drugi postulat ravnoteže”? 

B  Prvi glavni stavak za zatvoreni sustav 

1.

Napišite prvi glavni stavak za zatvoreni sustav, u punom obliku; komentirajte 

č

lanove! 

Skica op

ć

eg sustava! 

2.

Napišite prvi glavni stavak za zatvoreni sustav, u skra

ć

enom obliku; komentirajte 

č

lanove! Skica op

ć

eg sustava! 

Uza svako od tih pitanja, treba znati objasniti: 

-

Gdje se pojavljuje (mehani

č

ki) rad i s kim se izmjenjuje? Navedite bar dva na

č

ina 

na koje sustav izmjenjuje rad! Prikažite skicom konkretnih primjera! 

-

Kojim je izrazom definiran rad zbog promjene volumena sustava? Kako se na 
temelju tog izraza može rad zbog širenja tvari prikazati u  

p

,

v

-dijagramu? Za 

kakvu vrstu procesa to vrijedi? 

-

Može li se 

apsolutno

 sprije

č

iti izmjena rada sustava i njegova okoliša? Kakva bi 

trebala biti granica sustava? Postoji li takvo što u prirodi? 

-

Gdje se pojavljuje toplina? Po 

č

emu se (u ra

č

unu) razlikuje dovedena od odvedene 

topline? Kako glasi 

dogovor o predznacima

? 

-

S kime sustav izmjenjuje toplinu? Kako se taj sudionik naziva op

ć

im imenom? 

Koja dva naziva se koriste prema smjeru izmjene topline u odnosu na sustav? 

-

Što je toplinski spremnik beskona

č

nog toplinskog kapaciteta? Mijenja li se 

njegova temperatura u tijeku izmjene topline? Postoji li takvo tijelo u prirodi? 
Navedite bar dva primjera! 

-

Što je adijabatska promjena stanja? Postoji li 

idealna

 toplinska izolacija koja 

može 

apsolutno sprije

č

iti

 izmjenu topline? 

C  Prvi glavni stavak za otvoreni sustav 

1.

Napišite prvi glavni stavak za otvoreni sustav, u punom obliku; komentirajte 

č

lanove! 

Skica sustava! 

2.

Napišite prvi glavni stavak za otvoreni sustav, u skra

ć

enom obliku; komentirajte 

č

lanove! 

Skica sustava! 

Uza svako od tih pitanja, treba znati objasniti: 

-

Gdje se pojavljuje (mehani

č

ka) snaga i s kim se izmjenjuje? Skicom prikažite 

turbinu i stapni/klipni stroj i na tim primjerima objasnite izmjenu rada! 

-

Kojim je izrazom definiran “

tehni

č

ki rad

”? Kako se na temelju tog izraza može 

tehni

č

ki rad prikazati u  

p

,

v

-dijagramu? Za kakvu vrstu procesa to vrijedi? 

-

Gdje se pojavljuje toplinski tok? Po 

č

emu se (u ra

č

unu) razlikuje dovedeni od 

odvedenog toplinskog toka? Kako glasi 

dogovor o predznacima

? 

-

S kim promatrani sustav izmjenjuje toplinski tok? Kako se taj sudionik naziva 
op

ć

im imenom? Kako se naziva prema smjeru izmjene topline? 

-

Što je toplinski spremnik beskona

č

nog toplinskog kapaciteta? Mijenja li se 

njegova temperatura u tijeku izmjene topline? Postoji li takvo tijelo u prirodi? 
Navedite bar jedan primjer! 

-

Kako je, u op

ć

em slu

č

aju (za bilo kakvu tvar), definirana entalpija tvari? 

-

Što su to “stacionarni” procesi? 

D  Drugi glavni stavak (zakon) 

1.

Kako glasi (rije

č

ima) Clausiusova formulacija drugoga glavnog stavka? 

2.

Kako glasi (rije

č

ima) Thomsonova formulacija drugoga glavnog stavka? 

3.

Kako glasi (rije

č

ima) Planckova formulacija drugoga glavnog stavka? 

4.

Koje jednadžbe nazivamo “analiti

č

ki oblik drugoga glavnog stavka”? Napišite izraze za 

ravnotežne i za neravnotežne promjene stanja!  

5.

Koja veli

č

ina stanja je uvedena drugim glavnim stavkom? Znamo li njen apsolutni iznos? 

Kako izbjegavamo taj problem? 

6.

Koji je dijagram osnovan zato da se mogu iskoristiti ove jednadžbe (

T

,

s

-dijagram)? 

Č

emu 

je jednaka površina ispod linije promjene stanja u ovom dijagramu i za kakve promjene 
stanja to vrijedi? 

G Idealni plinovi 

1.

Napišite razli

č

ite (sve kojih se možete sjetiti) oblike jednadžbe stanja idealnog plina! 

Kakve su mjerne jedinice pojedinih 

č

lanova, a kakve za cijelu jednadžbu? 

2.

O 

č

emu ovisi (

č

ime je odre

đ

ena) unutarnja energija idealnog plina? Kako glasi op

ć

i izraz 

za unutarnju energiju idealnog plina? Što je nepoznato u tom izrazu? Kako možemo 
ra

č

unati 

promjenu

 unutarnje energije idealnog plina u slu

č

aju da je jedini

č

ni toplinski 

kapacitet tvari neovisan o temperaturi? 

3.

O 

č

emu ovisi (

č

ime je odre

đ

ena) entalpija idealnog plina? Kako glasi op

ć

i izraz za entalpiju 

idealnog plina? Što je nepoznato u tom izrazu? Kako možemo ra

č

unati 

promjenu

 entalpije 

idealnog plina u slu

č

aju da je jedini

č

ni toplinski kapacitet tvari neovisan o temperaturi? 

4.

Kako glasi Mayerova jednadžba? Ovise li jedini

č

ni toplinski kapaciteti idealnih plinova  

c

p 

 i 

 c

v 

 (ili 

C

m,

p 

 i 

 C

m,

v 

) o tlaku ili volumenu plina? 

H  Smjese idealnih plinova 

1.

Kako se opisuje sastav smjese idealnih plinova? Napišite definicijske izraze za maseni i 
molni udio nekog sudionika u smjesi! 

2.

Kako glasi Daltonov zakon? 

3.

Kako glase izrazi za ra

č

unanje prosje

č

nih vrijednosti pojedinih svojstava smjese? 

Navedite izraze za specifi

č

na i za molarna svojstva! 

I  Ravnotežne promjene stanja idealnih plinova u zatvorenom sustavu 

1.

Izohorna promjena stanja (skicirati  

p

,

v

- i  

T

,

s

-dijagram, šrafirati površinu, napisati izraze 

za izmijenjeni rad i toplinu izmijenjenu u procesu)? 

2.

Izobarna promjena stanja – ekspanzija/kompresija (skicirati  

p

,

v

- i  

T

,

s

-dijagram, šrafirati 

površinu, napisati izraze za izmijenjeni rad i toplinu izmijenjenu u procesu)? 

3.

Izotermna promjena stanja – ekspanzija/kompresija (skicirati  

p

,

v

- i  

T

,

s

-dijagram, 

šrafirati površinu, napisati izraze za izmijenjeni rad i toplinu izmijenjenu u procesu)? U 
kakvom su odnosu rad i toplina kod izotermne promjene stanja? 

4.

Izentropska promjena stanja – ekspanzija/kompresija (skicirati  

p

,

v

- i  

T

,

s

-dijagram, 

šrafirati površinu, napisati izraze za izmijenjeni rad i toplinu izmijenjenu u procesu)? Iz 

č

ega se dobije (ili u što se pretvara) rad izentropske promjene stanja? 

-

U kakvom su odnosu pojmovi “adijabatska” i “izentropska” promjena stanja? Koji 
još naziv koristimo za izentropsku promjenu stanja? Može li promjena stanja biti 
adijabatska, a da nije izentropska? Može li promjena stanja biti izentropska, a da 
nije adijabatska? 

5.

Politropska promjena stanja, 1 < 

n

 < 

κ

 , – ekspanzija/kompresija (skicirati  

p

,

v

- i 

T

,

s

-dijagram, šrafirati površinu, napisati izraze za izmijenjeni rad i toplinu izmijenjenu u 

procesu)? Što je neobi

č

no u odvijanju ove politrope i zašto do toga dolazi? 

6.

Nacrtajte razli

č

ite politrope (

č

etiri posebne i po jednu predstavnicu za svako podru

č

je 

izme

đ

u njih) u zajedni

č

kom  

p

,

v

- i  

T

,

s

-dijagramu, tako da prolaze kroz jednu to

č

ku! 

Zamislimo li to presjecište kao 

polaznu to

č

ku

 promjene stanja, u kojim smjerovima treba 

toplinu odvoditi i u kojima dovoditi, te u kojim smjerovima se rad dobije, a u kojima troši? 

Uza svako od tih pitanja, treba znati objasniti: 

-

Što su ravnotežne promjene stanja? Koji sve uvjeti moraju biti ispunjeni da bi 
promjena stanja bila ravnotežna? Objasnite uz skicu! 

-

Kad je promjena stanja prikazana neprekinutom crtom u  

p

,

v

- i  

T

,

s

-dijagramu i 

kad se smije površina u dijagramu šrafirati i proglasiti radom, doti

č

no toplinom? 

Na temelju kojih jednadžbi se to smije u

č

initi? 

J  Ravnotežne promjene stanja idealnih plinova u otvorenom sustavu 

1.

Izohorna promjena stanja (skicirati  

p

,

v

- i  

T

,

s

-dijagram, šrafirati površinu, napisati izraze 

za izmijenjenu snagu i toplinski tok izmijenjen u procesu)? 

2.

Izobarna promjena stanja – ekspanzija/kompresija (skicirati  

p

,

v

- i  

T

,

s

-dijagram, napisati 

izraze za izmijenjenu snagu i toplinski tok izmijenjen u procesu)? 

3.

Izotermna promjena stanja – ekspanzija/kompresija (skicirati  

p

,

v

- i  

T

,

s

-dijagram, 

šrafirati površinu, napisati izraze za izmijenjenu snagu i toplinski tok izmijenjen u 
procesu)? 

4.

Izentropska promjena stanja – ekspanzija/kompresija (skicirati  

p

,

v

- i  

T

,

s

-dijagram, 

šrafirati površinu, napisati izraze za izmijenjenu snagu i toplinski tok izmijenjen u 
procesu)? 

-

U kakvom su odnosu pojmovi “adijabatska” i “izentropska” promjena stanja? Koji 
još naziv koristimo za izentropsku promjenu stanja? Može li promjena stanja biti 
adijabatska, a da nije izentropska? Može li promjena stanja biti izentropska, a da 
nije adijabatska? 

5.

Politropska promjena stanja, 1 < 

n

 < 

κ

 , – ekspanzija/kompresija (skicirati  

p

,

v

- i 

T

,

s

-dijagram, šrafirati površinu, napisati izraze za izmijenjenu snagu i toplinski tok 

izmijenjen u procesu)? Što je neobi

č

no u odvijanju ove politrope? Kakav je specifi

č

ni (ili 

molni) toplinski kapacitet plina kod takve politrope? 

6.

U jednom  

p

,

v

- i  

T

,

s

-dijagramu nacrtajte razli

č

ite politrope (

č

etiri poimence spomenute i 

za ostale samo po jednu predstavnicu za svako podru

č

je dijagrama) tako da sve prolaze 

kroz jednu to

č

ku! Ako tu zajedni

č

ku to

č

ku (presjecište) shvatimo kao po

č

etak procesa, 

ozna

č

ite u koja podru

č

ja dvaju dijagrama možemo do

ć

i dovo

đ

enjem doti

č

no odvo

đ

enjem 

topline, te kod kojih se promjena stanja rad dobiva, a kod kojih se troši! 

Uza svako od tih pitanja, treba znati objasniti: 

-

Što su ravnotežne promjene stanja? Koji sve uvjeti moraju biti ispunjeni da bi 
promjena stanja bila ravnotežna? Objasnite uz skicu! 

-

Kad je promjena stanja prikazana neprekinutom crtom u  

p

,

v

- i  

T

,

s

-dijagramu i 

kad se smije površina u dijagramu šrafirati i proglasiti tehni

č

kim radom, doti

č

no 

toplinom? Na temelju kojih jednadžbi se to smije u

č

initi? 

K  Kružni procesi s idealnim plinovima kao radnom tvari 

1.

Prikažite u  

p

,

v

- i  

T

,

s

-dijagramu desnokretni Carnotov kružni proces s idealnim plinom! 

Napišite izraz za termi

č

ki stupanj djelovanja Carnotova procesa! Ovisi li on o svojstvima 

radne tvari (idealnog plina)? Ucrtajte (po vlastitom izboru) jednu (konstantnu)