به طور کلی هرجایی که با کار و حرارت و تبدیل آنها با هم سروکار دارند یا خواصی از مواد که روی کار و حرارت تأثیر می گذارند به ترمودینامیک ارتباط پیدا می کند. از لحاظ تاریخی گفته می شود علم ترمودینامیک با ساخت اولین پمپ خلا در سال ۱۶۵۰ میلادی توسط «اتو» پایه گذاری شد. مدتی بعد رابرت بویل با تعریف کردن رابطه ای بین حجم و فشار به کمک رابرت هوک اولین پمپ هوا را ایجاد کردند. فرد مؤثر دیگری که در پیشرفت علم ترمودینامیک نقش مهمی داشت، جمیز وات بود. جمیز وات که یک ابزارساز ساده بود، به ضرورت وجود چگالنده بخار خارجی برای افزایش بازدهی موتور بخار پی برد.

1. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫مدرس‬:
‫اسفندیار‬ ‫علیرضا‬
‫مکانیک‬ ‫مهندسی‬ ‫ارشد‬ ‫کارشناسی‬-‫انرژی‬ ‫تبدیل‬
‫حسین‬ ‫امام‬ ‫دانشگاه‬(‫ع‬)
‫ترمودینامیک‬۲
‫احتراق‬ ‫و‬ ‫سوخت‬
1
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

2. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫احتراق‬ ‫و‬ ‫سوخت‬:
‫میشو‬ ‫نامیده‬ ‫سوخت‬ ،‫کند‬ ‫آزاد‬ ‫انرژی‬ ‫سوختن‬ ‫حین‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫ای‬ ‫ماده‬ ‫هر‬‫د‬.
‫که‬ ‫هستند‬ ‫وکربن‬ ‫هیدروژن‬ ‫شامل‬ ‫شده‬ ‫شناخته‬ ‫های‬ ‫سوخت‬ ‫اکثر‬
‫میشوند‬ ‫نامیده‬ ‫هیدروکربنی‬ ‫های‬ ‫سوخت‬( .‫سن‬ ‫زغال‬ ‫مثال‬ ‫عنوان‬ ‫به‬،‫گ‬
‫طبیعی‬ ‫گاز‬ ،‫بنزین‬)
‫هیدروکربن‬ ‫تعداد‬ ‫از‬ ‫مخلوطی‬ ‫مایع‬ ‫هیدروکربنی‬ ‫های‬ ‫سوخت‬ ‫اکثر‬
‫بدست‬ ‫تقطیر‬ ‫برج‬ ‫در‬ ‫تقطیر‬ ‫وسیله‬ ‫به‬ ‫خام‬ ‫نفت‬ ‫از‬ ‫که‬ ‫هستند‬‫میایند‬.
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

3. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫واحتراق‬ ‫سوخت‬:
•‫احتراق‬:‫آزا‬ ِ‫ژ‬‫انر‬ ‫زیادی‬ ‫مقادیر‬ ‫و‬ ‫میشود‬ ‫اکسید‬ ‫سوخت‬ ‫آن‬ ‫طی‬ ‫که‬ ‫شیمیایی‬ ‫واکنش‬ ‫یک‬‫د‬
‫دارد‬ ‫نام‬ ‫احتراق‬ ،‫میشود‬.
•‫مو‬ ‫اکسیدکننده‬ ‫عنوان‬ ‫به‬ ‫هوا‬ ‫احتراق‬ ‫فرآیندهای‬ ‫اغلب‬ ‫در‬ ،‫آزاد‬ ‫هوای‬ ‫های‬ ‫فراوانی‬ ‫دلیل‬ ‫به‬‫رد‬
‫میگیرد‬ ‫قرار‬ ‫استفاده‬.
•‫نمود‬ ‫استفاده‬ ‫اکسیدکننده‬ ‫عنوان‬ ‫به‬ ‫خالص‬ ‫اکسیژن‬ ‫از‬ ‫باید‬ ‫خاص‬ ‫موارد‬ ‫در‬.
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

4. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫هوا‬ ‫ترکیبات‬:
•‫از‬ ‫خشک‬ ‫هوای‬20.9%،‫اکسیژن‬78.1%،‫نیتروژن‬0.9%‫و‬ ‫آرگون‬
‫تشک‬ ‫هیدروژن‬ ‫و‬ ‫نئون‬ ،‫هلیم‬ ،‫کربن‬ ‫اکسید‬ ‫دی‬ ‫کمی‬ ‫مقادیر‬‫یل‬
‫است‬ ‫شده‬.
•،‫خشک‬ ‫هوای‬ ‫تحلیل‬ ‫در‬21‫و‬ ‫اکسیژن‬ ‫مولی‬ ‫درصد‬79‫درصد‬
‫میشود‬ ‫گرفته‬ ‫نظر‬ ‫در‬ ‫نیتروژن‬ ‫مولی‬.
•،‫احتراق‬ ‫فرآیندهای‬ ‫در‬ ‫هوا‬ ‫اکسیژن‬ ‫مول‬ ‫هر‬ ‫همراه‬ ‫بنابراین‬3.76
‫داشت‬ ‫خواهد‬ ‫وجود‬ ‫نیتروژن‬ ‫مول‬.
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

5. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫احتراق‬ ‫فرآیند‬:
•‫به‬ ‫واجزایی‬ ‫گرها‬ ‫واکنش‬ ‫دارند‬ ‫وجود‬ ‫واکنش‬ ‫از‬ ‫قبل‬ ‫که‬ ‫اجزایی‬ ،‫احتراق‬ ‫فرآیند‬ ‫یک‬ ‫طی‬ ‫در‬‫بعد‬
‫میشود‬ ‫نامیده‬ ‫محصوالت‬ ‫میایند‬ ‫بوجود‬ ‫واکنش‬ ‫از‬.
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

6. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوخت‬ ‫به‬ ‫هوا‬ ‫نسبت‬:
•‫ج‬ ‫به‬ ‫هوا‬ ‫جرم‬ ‫نسبت‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫و‬ ‫میشود‬ ‫بیان‬ ‫جرم‬ ‫اساس‬ ‫بر‬ ‫معموال‬ ‫سوخت‬ ‫به‬ ‫هوا‬ ‫نسبت‬‫رم‬
‫میشود‬ ‫تعریف‬ ‫احتراق‬ ‫فرآیند‬ ‫طی‬ ‫در‬ ‫سوخت‬.
•‫ت‬ ‫به‬ ‫هوا‬ ‫های‬ ‫مول‬ ‫تعداد‬ ‫نسبت‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫مولی‬ ‫مبنای‬ ‫بر‬ ‫همچنین‬ ‫سوخت‬ ‫به‬ ‫هوا‬ ‫نسبت‬‫عداد‬
‫میشود‬ ‫تعریف‬ ‫سوخت‬ ‫های‬ ‫مول‬.
A𝐹 =
𝑚 𝑎𝑖𝑟
𝑚 𝑓𝑢𝑒𝑙
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

7. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫واقعی‬ ‫و‬ ‫نظری‬ ‫احتراق‬:
•‫فرآین‬ ،‫بسوزند‬ ‫کامل‬ ‫طور‬ ‫به‬ ‫احتراق‬ ‫فرآیند‬ ‫یک‬ ‫در‬ ‫سوخت‬ ‫احتراق‬ ‫قابل‬ ‫اجزا‬ ‫تمام‬ ‫هرگاه‬‫د‬
‫است‬ ‫کامل‬ ‫احتراق‬.
•‫مثل‬ ‫اجزایی‬ ‫با‬ ‫و‬ ‫سوخته‬ ‫سوخت‬ ‫مقدار‬ ‫هر‬ ‫شامل‬ ‫احتراق‬ ‫محصوالت‬ ‫هرگاه‬ ‫متقابال‬
𝐶,𝐻2,𝐶𝑂,𝑂𝐻‫است‬ ‫ناقص‬ ‫احتراق‬ ‫ِند‬‫آ‬‫فر‬ ،‫باشند‬.
•‫گس‬ ‫پدیده‬ ‫و‬ ‫احتراق‬ ‫محفظه‬ ‫در‬ ‫شدن‬ ‫مخلوط‬ ‫عمل‬ ‫نبودن‬ ‫کافی‬ ،‫اکسیژن‬ ‫نبودن‬ ‫کافی‬‫از‬ ‫ستگی‬
‫میباشد‬ ‫ناقص‬ ‫احتراق‬ ‫بروز‬ ‫دالیل‬.
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

8. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫واقعی‬ ‫و‬ ‫نظری‬ ‫احتراق‬:
𝐶𝐻4 + 2 𝑂2 + 3.76𝑁2 → 𝐶𝑂2 + 2𝐻2 𝑂 + 7.52𝑁2
•‫استوکیومت‬ ‫یا‬ ‫نظری‬ ‫هوای‬ ،‫سوخت‬ ‫یک‬ ‫کامل‬ ‫احتراق‬ ‫برای‬ ‫نیاز‬ ‫مورد‬ ‫هوای‬ ‫میزان‬ ‫کمترین‬‫ریک‬
‫میشود‬ ‫نامیده‬.
•‫میسوزد‬ ‫نظری‬ ‫هوای‬ ‫با‬ ‫کامل‬ ‫طور‬ ‫به‬ ‫سوخت‬ ‫آن‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫احتراق‬ ‫فرآیند‬.‫یا‬ ‫نظری‬ ‫احتراق‬
‫میشود‬ ‫نامیده‬ ‫سوخت‬ ‫آن‬ ‫استوکیومتریک‬.
•‫متان‬ ‫استوکیومتریک‬ ‫احتراق‬
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

9. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫واقعی‬ ‫و‬ ‫نظری‬ ‫احتراق‬:
•‫پیش‬ ‫موجود‬ ‫هوای‬ ‫که‬ ‫صورتی‬ ‫در‬‫درصد‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫مازاد‬ ‫هوای‬ ‫میزان‬ ،‫باشد‬ ‫نظری‬ ‫هوای‬ ‫از‬
‫میشود‬ ‫بیان‬ ‫نظری‬ ‫هوای‬ ‫در‬ ‫یا‬ ‫اضافی‬ ‫هوای‬.
•‫ه‬ ‫کمبود‬ ‫درصد‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫واغلب‬ ‫میشود‬ ‫نامیده‬ ‫هوا‬ ‫کمبود‬ ،‫نظری‬ ‫هوای‬ ‫از‬ ‫کمتر‬ ‫هوای‬ ‫مقدار‬‫وا‬
‫میشود‬ ‫بیان‬.
•‫ت‬ ‫میتوان‬ ‫جرم‬ ‫بقای‬ ‫اصل‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ،‫شود‬ ‫فرض‬ ‫کامل‬ ‫احتراق‬ ‫فرآیند‬ ‫که‬ ‫صورتی‬ ‫در‬‫رکیبات‬
‫آورد‬ ‫بدست‬ ‫را‬ ‫محصوالت‬.
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

10. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫ماده‬ ‫های‬ ‫مولکول‬ ‫انرژی‬:
‫از‬ ‫عبارتند‬ ‫سیستم‬ ‫یک‬ ‫های‬ ‫مولکول‬ ‫در‬ ‫موجود‬ ‫انرژی‬ ‫مختلف‬ ‫اشکال‬:
‫محسوس‬ ‫انرژی‬
‫نهان‬ ‫انرژی‬
‫شیمیایی‬ ‫انرژی‬
‫ای‬ ‫هسته‬ ‫انرژی‬
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

11. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫احتراق‬ ‫آنتالپی‬ ‫و‬ ‫واکنش‬ ‫آنتالپی‬:
•‫نامیده‬ ‫واکنش‬ ‫آنتالپی‬ ،‫کار‬ ‫انجام‬ ‫بدون‬ ‫شیمیایی‬ ‫واکنش‬ ‫یک‬ ‫در‬ ‫گرما‬ ‫انتقال‬ ‫میزان‬‫به‬ ‫و‬ ‫میشود‬
‫میباشد‬ ‫واکنشگرها‬ ‫آنتالپی‬ ‫و‬ ‫محصوالت‬ ‫آنتالپی‬ ‫بین‬ ‫اختالف‬ ‫صورت‬.
•‫میشود‬ ‫نامیده‬ ‫احتراق‬ ‫آنتالپی‬ ،‫واکنش‬ ‫آنتالپی‬ ‫معموال‬ ‫احتراق‬ ‫فرآیندذهای‬ ‫برای‬.
ℎ 𝑅 = ℎ 𝐶 = 𝐻 𝑝𝑟𝑜𝑑 − 𝐻𝑟𝑒𝑎𝑐
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

12. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫احتراق‬ ‫آنتالپی‬ ‫و‬ ‫واکنش‬ ‫آنتالپی‬:
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

13. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫تشکیل‬ ‫آنتالپی‬:
•‫تشکیل‬ ‫آنتالپی‬ ‫را‬ ‫اش‬ ‫دهنده‬ ‫تشکیل‬ ‫عناصر‬ ‫از‬ ‫ماده‬ ‫یک‬ ‫تشکیل‬ ‫واکنش‬ ‫آنتالپی‬‫ماده‬ ‫آن‬
‫مینامند‬.
•‫است‬ ‫صفر‬ ‫تشکیل‬ ‫آنتالپی‬ ‫پایدار‬ ‫عناصر‬ ‫تمام‬ ‫برای‬.
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

14. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫حرارتی‬ ‫ارزش‬:
ℎ 𝑐 = 𝐻𝑒𝑎𝑡𝑖𝑛𝑔 𝑣𝑎𝑙𝑢𝑒
𝐻𝐻𝑉 = 𝐿𝐻𝑉 + (𝑚ℎ 𝑓𝑔)
•‫ثابت‬ ‫جریان‬ ‫فرآیند‬ ‫یک‬ ‫طی‬ ‫در‬ ‫کامل‬ ‫طور‬ ‫به‬ ‫سوخت‬ ‫یک‬ ‫که‬ ‫وقتی‬ ‫شده‬ ‫آزاد‬ ‫انرژی‬ ‫مقدار‬
‫م‬ ‫نامیده‬ ‫سوخت‬ ‫حرارتی‬ ‫ارزش‬ ،‫میگردند‬ ‫باز‬ ‫واکنشگر‬ ‫مواد‬ ‫حالت‬ ‫به‬ ‫محصوالت‬ ‫و‬ ‫میسوزد‬‫یشود‬.
•‫ک‬ ‫صورتی‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫باالتر‬ ‫حرارتی‬ ‫ارزش‬ ‫باشد‬ ‫مایع‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫آب‬ ‫محصوالت‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫صورتی‬ ‫در‬‫آب‬ ‫ه‬
‫داریم‬ ‫و‬ ‫میشود‬ ‫نامیده‬ ‫تر‬ ‫پایین‬ ‫حرارتی‬ ‫ارزش‬ ‫باشد‬ ‫بخار‬ ‫صورت‬ ‫به‬:
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

15. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫واکنشی‬ ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫برای‬ ‫اول‬ ‫قانون‬ ‫تحلیل‬:
𝐸𝑛𝑡ℎ𝑎𝑙𝑝𝑦 = ഥℎ° 𝑓 + (തℎ − ഥℎ°)
•‫میباشد‬ ‫ماده‬ ‫اجزای‬ ‫آنتالپی‬ ‫دانستن‬ ‫به‬ ‫نیاز‬ ‫انرژی‬ ‫موازنه‬ ‫نوشتن‬ ‫برای‬.‫یک‬ ‫آنتالپی‬‫مرکب‬ ‫ماده‬
‫میشود‬ ‫داده‬ ‫نمایش‬ ‫زیر‬ ‫صورت‬ ‫به‬:
‫استاندارد‬ ‫حالت‬ ‫به‬ ‫نسبت‬ ‫محسوس‬ ‫آنتالپی‬
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

16. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫پایدار‬ ‫جریان‬ ‫واکنشی‬ ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫برای‬ ‫اول‬ ‫قانون‬ ‫تحلیل‬:
•‫پایدار‬ ‫جریان‬ ‫شیمیایی‬ ‫واکنش‬ ‫سیستم‬ ‫یک‬ ‫برای‬ ‫انرژی‬ ‫بقای‬
•‫میباشد‬ ‫دسترس‬ ‫در‬ ‫احتراق‬ ‫آنتالپی‬ ‫که‬ ‫واکنشی‬ ‫برای‬:
𝑄 − 𝑊 = ෍ 𝑁𝑃
ഥℎ° 𝑓 + തℎ − ഥℎ°
𝑃
= ෍ 𝑁𝑟
ഥℎ° 𝑓 + തℎ − ഥℎ°
𝑟
𝑄 − 𝑊 = ഥℎ° 𝑐 + ෍ 𝑁𝑃(തℎ − ഥℎ°) 𝑃 − ෍ 𝑁 𝑃(തℎ − ഥℎ°) 𝑟
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

17. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫واکنشی‬ ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫برای‬ ‫اول‬ ‫قانون‬ ‫تحلیل‬–‫بسته‬ ‫سیستم‬
𝑄𝑖𝑛 − 𝑄 𝑜𝑢𝑡 + 𝑊𝑖𝑛 − 𝑊𝑜𝑢𝑡 = 𝑈 𝑝𝑟𝑜𝑑 − 𝑈𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡
𝑈 = 𝐻 − 𝑃𝑉
𝑄 − 𝑊 = ෍ 𝑁𝑃
ഥℎ° 𝑓 + തℎ − ഥℎ° − 𝑃 ത𝑉
𝑃
= ෍ 𝑁𝑟
ഥℎ° 𝑓 + തℎ − ഥℎ° − 𝑃 ത𝑉
𝑟
•‫شیمیایی‬ ‫بسته‬ ‫سیستم‬ ‫برای‬ ‫انرژی‬ ‫بقای‬:
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

18. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫آدیاباتیک‬ ‫شعله‬ ‫دمای‬:
𝑄 = 0 𝑎𝑛𝑑 𝑊 = 0 𝐻 𝑝𝑟𝑜𝑑 = 𝐻𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡
෍ 𝑁𝑝
ഥℎ° 𝑓 + തℎ − ഥℎ°
𝑝
= ෍ 𝑁𝑟( ഥℎ° 𝑓 + തℎ − ഥℎ°) 𝑟
•‫ب‬ ‫محصوالت‬ ‫دمای‬ ،‫باشد‬ ‫مداشته‬ ‫وجود‬ ‫اطراف‬ ‫محیط‬ ‫به‬ ‫گرمایی‬ ‫اتالف‬ ‫هیچ‬ ‫که‬ ‫حالتی‬ ‫در‬‫یک‬ ‫ه‬
‫واکنش‬ ‫آدیاباتیک‬ ‫احتراق‬ ‫دمای‬ ‫با‬ ‫آدیاباتیک‬ ‫شعله‬ ‫دمای‬ ‫که‬ ‫رسید‬ ‫خواهد‬ ‫ماکزیمم‬ ‫مقدار‬‫نامیده‬
‫میشود‬.
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

19. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

20. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫واکنشی‬ ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آنتروپی‬ ‫تغییر‬:
෍
𝑄 𝐾
𝑇 𝐾
+ 𝑆 𝑔𝑒𝑛 = 𝑆 𝑝𝑟𝑜𝑑 − 𝑆𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡
𝑆 𝑔𝑒𝑛,𝑎𝑑𝑖𝑎𝑏𝑎𝑡𝑖𝑐 = 𝑆 𝑝𝑟𝑜𝑑 − 𝑆𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡
•‫پایدار‬ ‫جریان‬ ‫یا‬ ‫بسته‬ ‫واکنشی‬ ‫سیستم‬ ‫یک‬ ‫برای‬ ‫آنتروپی‬ ‫تعادل‬:
•‫آنتروپی‬ ‫افزایش‬ ‫اصل‬:
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

21. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫مهم‬ ‫کلیدی‬ ‫سواالت‬:
1.‫میکند؟‬ ‫تعریف‬ ‫تر‬ ‫کامل‬ ‫را‬ ‫احتراق‬ ‫تحول‬ ‫زیر‬ ‫های‬ ‫جواب‬ ‫از‬ ‫کدامیک‬
.1‫گرمازاست‬ ‫شیمیایی‬ ‫واکنش‬ ‫یک‬ ‫احتراق‬
.2‫گویند‬ ‫احتراق‬ ،‫باشد‬ ‫داشته‬ ‫اکسیدکنندگی‬ ‫نقش‬ ‫اکسیژن‬ ‫آن‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫را‬ ‫واکنشی‬ ‫هر‬ ‫منحصرا‬
.3‫دارد‬ ‫وجود‬ ‫کننده‬ ‫اکسید‬ ‫عنوان‬ ‫به‬ ‫هوا‬ ‫آن‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫شیمیایی‬ ‫واکنش‬ ‫یک‬ ‫احتراق‬
.4‫حتمی‬ ‫اجزا‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫واکنشی‬ ‫احتراق‬𝐶𝑂2 ,𝐻2 𝑜‫باشند‬ ‫واکنش‬ ‫آن‬ ‫محصوالت‬
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

22. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬ ‫جواب‬1:
‫گزینه‬(1)‫است‬ ‫صحیح‬.
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

23. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬۲:
‫هیدروکربن‬ ‫سوخت‬ ‫از‬ ‫حاصل‬ ‫مواد‬𝐶 𝑎 𝐻 𝑏‫است‬ ‫خشک‬ ‫مبنای‬ ‫بر‬ ‫زیر‬ ‫ترکیب‬ ‫دارای‬.‫سوخت‬ ‫نسبت‬
‫با‬ ‫است‬ ‫برابر‬ ‫هوا‬ ‫به‬:
𝐶𝑂2 = 8%
.141.7 ൗ
𝑔𝑟
𝑘𝑔
.224.1 ൗ
𝑔𝑟
𝑘𝑔
.314.9 ൗ
𝑔𝑟
𝑘𝑔
.467.1 ൗ
𝑔𝑟
𝑘𝑔
𝐶𝑂 = 0.9% 𝑂2 = 8.8% 𝑁2 = 82.3%‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

24. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬ ‫جواب‬۲:
𝐶: 𝑎 = 8 + 0.9 = 8.9
𝑁: 3.76𝑥 = 82.3
𝐶 𝑎 𝐻 𝑏 + 𝑥 𝑂2 + 3.76𝑁2 → 8𝐶𝑂2 + 0.9𝐶𝑂 + 8.8𝑂2 + 82.3𝑁2 + 𝑦 𝐻2 𝑂
𝑥 = 21.89
𝑂: 2𝑥 = 2 × 8 + 0.9 + 2 × 8.8 + 𝑦 𝑦 = 9.276
𝐻: 𝑏 = 2𝑦 𝑏 = 18.55
𝐹
𝐴
=
𝑚 𝑓𝑢𝑒𝑙
𝑚 𝑎𝑖𝑟
=
8.9 × 12 + 18.55 × 1
21.89(32 + 3.76 × 28)
× 1000 = 41.7 ൗ
𝑔
𝑘𝑔
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

25. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬3:
،‫آزمایشگاهی‬ ‫فرآیند‬ ‫یک‬ ‫در‬𝐶8 𝐻18‫با‬80%‫میسوزد‬ ‫تئوری‬ ‫خالص‬ ‫اکسیژن‬.‫مولی‬ ‫درصد‬𝐶𝑂2‫و‬
𝐶𝑂‫است؟‬ ‫چقدر‬ ‫چپ‬ ‫به‬ ‫راست‬ ‫از‬ ‫ترتیب‬ ‫به‬ ‫احتراق‬ ‫محصوالت‬ ‫در‬
.10‫و‬33.3
.266.6‫و‬37.2
.333.3‫و‬18.3
.417.6‫و‬29.4
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

26. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬ ‫جواب‬3:
‫دارد‬ ‫بیشتری‬ ‫تمایل‬ ‫کربن‬ ‫به‬ ‫نسبت‬ ‫هیدروژن‬ ‫با‬ ‫ترکیب‬ ‫به‬ ‫اکسیژن‬ ‫که‬ ‫آنجا‬ ‫از‬.‫بناب‬‫هیدروژن‬ ‫راین‬
‫میسوزد‬ ‫کامل‬ ‫طور‬ ‫به‬ ‫سوخت‬ ‫درون‬.
‫گزینه‬(4)‫است‬ ‫صحیح‬.
𝐶8 𝐻18 + 12.5𝑂2 → 8𝐶𝑂2 + 9𝐻2 𝑂
𝑂2 = 12.5 × 0.8 = 10 𝐶8 𝐻18 + 10𝑂2 → 𝑥𝐶𝑂2 + 𝑦𝐶𝑂 + 9𝐻2 𝑂
𝑂: 2 × 10 = 2𝑥 + 𝑦 + 9
𝐶: 8 = 𝑥 + 𝑦
𝑥 = 3
𝑦 = 5
𝑦 𝐶𝑂2
=
3
3 + 5 + 9
= 17.6 & 𝑦 𝐶𝑂 =
5
3 + 5 + 9
= 29.4
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

27. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬4:
‫ایزوکتان‬ ‫سوخت‬ ‫احتراق‬ ‫فرآیند‬ ‫در‬ ‫اضافی‬ ‫هوای‬ ‫مقدار‬ ‫افزایش‬ ‫با‬(𝐶8 𝐻18)‫تغییرات‬ ،‫ترتیب‬ ‫به‬
‫است؟‬ ‫کدام‬ ‫زیر‬ ‫موارد‬ ‫در‬ ‫شده‬ ‫ایجاد‬
1.‫شعله‬ ‫آدیاباتیک‬ ‫دمای‬2.‫احتراق‬ ‫محصوالت‬ ‫در‬ ‫بخارآب‬ ‫شبنم‬ ‫نقطه‬3.‫جزئی‬ ‫فشار‬𝐶𝑂2‫در‬
‫احتراق‬ ‫محصوالت‬
.1‫میشود‬ ‫کم‬-‫میشود‬ ‫کم‬-‫میشود‬ ‫کم‬
.2‫میشود‬ ‫کم‬-‫میشود‬ ‫زیاد‬-‫میشود‬ ‫کم‬
.3‫میشود‬ ‫زیاد‬-‫میشود‬ ‫زیاد‬-‫میشود‬ ‫زیاد‬
.4‫میشود‬ ‫زیاد‬-‫میشود‬ ‫کم‬-‫میشود‬ ‫زیاد‬
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

28. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬ ‫جواب‬4:
‫ف‬ ‫اینکه‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬ ‫و‬ ‫یافته‬ ‫کاهش‬ ‫شعله‬ ‫آدیاباتیک‬ ‫دمای‬ ‫اضافی‬ ‫هوای‬ ‫مقدار‬ ‫افزایش‬ ‫با‬‫جزئی‬ ‫شار‬
‫می‬ ‫کاهش‬ ‫نیز‬ ‫محصوالت‬ ‫در‬ ‫آب‬ ‫بخار‬ ‫شبنم‬ ‫نقطه‬ ‫دمای‬ ،‫میابد‬ ‫کاهش‬ ‫محصوالت‬ ‫در‬ ‫آب‬ ‫بخار‬‫ابد‬.
‫گزینه‬(1)‫است‬ ‫صحیح‬.
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

29. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬5:
‫فشار‬ ‫در‬ ‫خالص‬ ‫اکسیژن‬ ‫با‬ ‫متان‬ ‫گاز‬100‫میدهد‬ ‫انجام‬ ‫کامل‬ ‫احتراق‬ ‫کیلوپاسکال‬.‫اگر‬a‫درصد‬
‫گاز‬ ‫شبنم‬ ‫نقطه‬ ‫دمای‬ ‫و‬ ‫است؟‬ ‫کدام‬ ‫احتراق‬ ‫از‬ ‫حاصل‬ ‫بخارآب‬ ‫جزئی‬ ‫فشار‬ ،‫باشد‬ ‫نظری‬ ‫هوای‬‫های‬
‫نظری‬ ‫احتراق‬ ‫به‬ ‫نسبت‬ ‫احتراق‬ ‫از‬ ‫حاصل‬(‫استوکیومتری‬)‫میکند؟‬ ‫تغییر‬ ‫چگونه‬
.1𝑃 𝐻2 𝑂 =
200
1+𝑎
,‫میشود‬ ‫کمتر‬ ‫شبنم‬ ‫نقطه‬ ‫دمای‬
.2𝑃 𝐻2 𝑂 =
200
1+2𝑎
,‫میشود‬ ‫زیاد‬ ‫شبنم‬ ‫نقطه‬ ‫دمای‬
.3𝑃 𝐻2 𝑂 =
200
2+𝑎
,‫میشود‬ ‫زیاد‬ ‫شبنم‬ ‫نقطه‬ ‫دمای‬
.4𝑃 𝐻2 𝑂 =
200
1+2𝑎
,‫میشود‬ ‫کمتر‬ ‫شبنم‬ ‫نقطه‬ ‫دمای‬
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

30. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬ ‫جواب‬5:
‫میابد‬ ‫کاهش‬ ‫محصوالت‬ ‫شبنم‬ ‫نقطه‬ ‫دمای‬ ‫نظری‬ ‫هوای‬ ‫افزایش‬ ‫با‬.
‫گزینه‬(1)‫است‬ ‫صحیح‬.
𝐶𝐻4 + 𝑎𝑂2 → 𝐶𝑂2 + 2𝐻2 𝑂 + (𝑎 − 2)𝑂2
𝑃 𝐻2 𝑂 =
𝑛 𝐻2 𝑂
𝑛
𝑃 =
2
1 + 2 + 𝑎 − 2
× 100 =
200
𝑎 + 1
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

31. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬6:
‫محوری‬ ‫قدرت‬ ‫دارای‬ ‫احتراقی‬ ‫موتور‬ ‫یک‬200‫دور‬ ‫در‬ ‫کیلووات‬4500RPM‫است‬.‫حرارتی‬ ‫ارزش‬
‫سوخت‬40000 ൗ𝐾𝑗
𝐾𝑔‫شرایط‬ ‫این‬ ‫در‬ ‫موتور‬ ‫حرارتی‬ ‫بازده‬ ،‫است‬27%‫است‬.‫سوخت‬ ‫مصرف‬
‫برحسب‬Τ𝐾𝑔
𝑠𝑒𝑐‫است؟‬ ‫چقدر‬
.1
1
27
.2
1
54
.3
1
100
.4
1
200
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

32. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬ ‫جواب‬6:
‫گزینه‬(2)‫است‬ ‫صحیح‬.
𝐻𝑉 =
ሶ𝑄
ሶ𝑚 ሶ𝑚 =
ሶ𝑊
η
𝐻𝑉
=
200
0.27
40000
=
1
54
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

33. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬7:
‫فشار‬ ‫در‬ ‫زیر‬ ‫شیمیایی‬ ‫واکنش‬ ‫محصوالت‬ ‫شبنم‬ ‫نقطه‬0.1‫حرارت‬ ‫درجه‬ ‫و‬ ‫مگاپاسکال‬260℃‫چقدر‬
‫است‬(‫گراد‬ ‫سانتی‬ ‫درجه‬ ‫حسب‬ ‫بر‬)‫؟‬(‫است‬ ‫شده‬ ‫داده‬ ‫زیر‬ ‫در‬ ‫اشباع‬ ‫فشار‬ ‫و‬ ‫دما‬ ‫جدول‬).
.158.8
.263.1
.3260
.468.3
P(kpa) 10 15 20 25 30
T(℃) 45.8 53.97 60.06 64.97 69.1
𝐻2 + 𝑂2 + 3.76𝑁2 → 𝐻2 𝑂 +
1
2
𝑂2 + 3.76𝑁2
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

34. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬ ‫جواب‬7:
‫صو‬ ‫در‬ ‫شده‬ ‫ارائه‬ ‫جدول‬ ‫از‬ ‫شبنم‬ ‫نقطه‬ ‫دمای‬ ،‫احتراق‬ ‫محصوالت‬ ‫در‬ ‫بخارآب‬ ‫جزئی‬ ‫فشار‬ ‫محاسبه‬ ‫با‬‫رت‬
‫است‬ ‫محاسبه‬ ‫قابل‬ ‫مسئله‬.
𝑃 𝐻2 𝑂 =
𝑛 𝐻2 𝑂
𝑛
𝑃 =
1
1 + 0.5 + 3.76
× 100 𝑘𝑝𝑎 = 19.01 𝑘𝑝𝑎
‫گزینه‬(1)‫است‬ ‫صحیح‬.
𝐻2 + 𝑂2 + 3.76𝑁2 → 𝐻2 𝑂 +
1
2
𝑂2 + 3.76𝑁2
𝑇 𝑤𝑏 = 58.8℃
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

35. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬8:
‫بگیرید‬ ‫در‬ ‫هوا‬ ‫با‬ ‫دوم‬ ‫بار‬ ‫و‬ ‫خالص‬ ‫اکسیژن‬ ‫با‬ ‫باراول‬ ‫را‬ ‫اتمسفر‬ ‫فشار‬ ‫در‬ ‫متان‬ ‫احتراق‬.‫واک‬‫نش‬
‫است‬ ‫استوکیومتریک‬ ‫مخلوط‬ ‫و‬ ‫کامل‬ ‫احتراق‬.‫احتراق‬ ‫محصوالت‬ ‫شبنم‬ ‫نقطه‬:
.1‫است‬ ‫بیشتر‬ ‫اول‬ ‫واکنش‬ ‫در‬
.2‫است‬ ‫بیشتر‬ ‫دوم‬ ‫واکنش‬ ‫در‬
.3‫است‬ ‫یکسان‬ ‫دوم‬ ‫و‬ ‫اول‬ ‫های‬ ‫واکنش‬ ‫در‬
.4‫دارد‬ ‫احتراق‬ ‫محصوالت‬ ‫دمای‬ ‫به‬ ‫بستگی‬
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

36. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬ ‫جواب‬8:
‫ب‬ ‫و‬ ‫کاهش‬ ‫آب‬ ‫جزئی‬ ‫فشار‬ ‫بنابراین‬ ،‫یافته‬ ‫افزایش‬ ‫واکنش‬ ‫محصوالت‬ ‫تعداد‬ ‫دوم‬ ‫واکنش‬ ‫در‬‫الطبع‬
‫میابد‬ ‫کاهش‬ ‫نیز‬ ‫شبنم‬ ‫نقطه‬ ‫دمای‬.‫بی‬ ‫احتراق‬ ‫اولین‬ ‫در‬ ‫محصوالت‬ ‫شبنم‬ ‫نقطه‬ ‫دمای‬ ‫لذا‬‫است‬ ‫شتر‬.
‫گزینه‬(1)‫است‬ ‫صحیح‬.
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

37. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬9:
‫گاز‬ ‫کامل‬ ‫احتراق‬ ‫واکنش‬𝐶𝐻4‫با‬20%‫است‬ ‫مدنظر‬ ‫اضافی‬ ‫هوای‬.‫حاصل‬ ‫گازهای‬ ‫کل‬ ‫فشار‬ ‫اگر‬
‫احتراق‬100Kpa‫حسب‬ ‫بر‬ ‫احتراق‬ ‫حاصل‬ ‫گازهای‬ ‫در‬ ‫آب‬ ‫بخار‬ ‫جزیی‬ ‫فشار‬ ،‫باشد‬Kpa‫کدام‬ ‫به‬
‫است؟‬ ‫نزدیکتر‬ ‫مقدار‬
.110
.216
.320
.425
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

38. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬ ‫جواب‬9:
2 × 1.2 = 2.4
𝑃 𝐻2 𝑂 =
2
1 + 2 + 0.4 + 9.024
× 100 = 16.097 𝐾𝑝𝑎
‫گزینه‬(2)‫است‬ ‫صحیح‬.
𝐶𝐻4 + 2 𝑂2 + 3.76𝑁2 → 𝐶𝑂2 + 2𝐻2 𝑂+𝑁2
𝐶𝐻4 + 2.4 𝑂2 + 3.76𝑁2 → 𝐶𝑂2 + 2𝐻2 𝑂+9.024𝑁2 + 0.4𝑂2
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

39. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬10:
‫متان‬ ‫احتراق‬ ‫در‬𝐶𝐻4‫با‬80%‫استوکیوتومتریک‬ ‫هوای‬(‫تئوری‬ ‫هوای‬)‫سوخت‬ ‫به‬ ‫هوا‬ ‫نسبت‬ ،(‫مول‬‫ی‬)
‫با‬ ‫است‬ ‫برابر‬:
.17.6
.21.6
.315.3
.422.2
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

40. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬10:
،‫اکسیژن‬ ‫مول‬ ‫یک‬ ‫هر‬ ‫تامین‬ ‫جهت‬4.76‫است‬ ‫الزم‬ ‫هوا‬ ‫مول‬.‫یک‬ ‫کامل‬ ‫احتراق‬ ‫جهت‬ ‫بنابراین‬
،‫متان‬ ‫مول‬2 × 4.76‫است‬ ‫الزم‬ ‫هوا‬ ‫مول‬.‫لذا‬80%‫عبارت‬ ‫الزم‬ ‫هوا‬ ‫مقدار‬ ،‫استوکیومتریک‬ ‫هوای‬
‫از‬ ‫است‬:
4.76 × 2 × 0.8 = 7.6
‫از‬ ‫است‬ ‫عبارت‬ ‫مولی‬ ‫سوخت‬ ‫به‬ ‫هوا‬ ‫نسبت‬ ‫بنابراین‬:
𝑛 𝑎𝑖𝑟
𝑛 𝑓𝑢𝑒𝑙
=
7.6
1
= 7.6
‫گزینه‬(1)‫است‬ ‫صحیح‬.
𝐶𝐻4 + 2 𝑂2 + 3.76𝑁2 → 𝐶𝑂2 + 2𝐻2 𝑂+7.02𝑁2
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

41. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫فصل‬ ‫خالصه‬ ‫و‬ ‫نکات‬ ‫بیان‬‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

42. ‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫فرادرس‬ ‫در‬ ‫شده‬ ‫مطرح‬ ‫نکات‬ ‫مبنای‬ ‫بر‬ ‫ها‬ ‫اسالید‬ ‫این‬
«‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲»
‫است‬ ‫شده‬ ‫تهیه‬.
‫نمایید‬ ‫مراجعه‬ ‫زیر‬ ‫لینک‬ ‫به‬ ‫آموزش‬ ‫این‬ ‫مورد‬ ‫در‬ ‫بیشتر‬ ‫اطالعات‬ ‫کسب‬ ‫برای‬
faradars.org/fvphy106
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org