Lý 1 nhiệt học lý thuyết nguyên lý i đhnl

TRẠNG THÁI CÂN BẰNG - QUÁ TRÌNH CÂN BẰNGv Trạng thái cân bằng: Các thông số trạng thái của hệ có giá trị hoàn toàn xác định, mỗi trạng thái cân bằng được biểu diễn bởi một điểm trong mặt

Trang 1

NHIỆT HỌC

Trang 2

I TRẠNG THÁI CÂN BẰNG - QUÁ TRÌNH CÂN BẰNG

II NĂNG LƯỢNG - CÔNG - NHIỆT LƯỢNG

III NGUYÊN LÝ THỨ NHẤT NHIỆT ĐỘNG HỌC

Trang 3

I TRẠNG THÁI CÂN BẰNG - QUÁ TRÌNH CÂN BẰNG

v Trạng thái cân bằng: Các thông số trạng thái của hệ có giá

trị hoàn toàn xác định, mỗi trạng thái cân bằng được biểu diễn bởi một điểm trong mặt phẳng (OpV).

v Quá trình cân bằng : là quá trình biến đổi gồm một chuỗi

liên tiếp các trạng thái cân bằng , được biểu diễn bởi một đường liên tục.

v Trạng thái không cân bằng: Các thông số trạng thái đang

thay đổi.

Trang 4

1 NĂNG LƯỢNG

Động năng: mức độ vận động của hệ Thế năng: mức độ tương tác của hệ với môi trường ngoài

Nội năng: khả năng tương tác lẫn nhau của các hạt

ngoài, nghĩa là động năng và thế năng của hệ bằng không.

Ø Vậy năng lượng của hệ chính là nội năng của nó

biến đổi.

ü Nội năng là hàm đơn vị của trạng thái

ü Đơn vị của nội năng: Joule (J) hay calory (cal)

Trang 5

CÔNG

Gắn liền với quá trình biến đổi thể tích

Công không những phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng thái cuối mà nó còn phụ thuộc vào qui trình đường đi

Là hàm của quá trình

Khái niệm: Lực tác dụng lên chất khí được xem là thực hiện một công nếu làm

thể tích chất khí thay đổi.

2 CÔNG

Trang 6

Quy ước:

ü A>0 : công dương – hệ nhận công – nội năng tăng

ü A<0 : công âm – hệ sinh công – nội năng giảm

- Công nguyên tố: δA

- Công là một hình thức trao đổi năng lượng giữa hai hệ.

- Đơn vị của công: Joule (J) hay calory (cal)

2 CÔNG

Trang 7

2 CÔNG

Biểu thức tính công trong một quá trình cân bằng:

- Xét một khối khí trong một xylanh,

piston có thể di chuyển tự do không ma sát,

chọn trục Ox như hình vẽ

- Lúc đầu piston cách đáy xylanh một

khoảng là x1, nén khí bằng cách tác dụng

lên piston có diện tích S một lực F để piston

di chuyển đến vị trí cách đáy xylanh một

khoảng x2.

Trang 8

2 CÔNG

Biểu thức tính công trong một quá trình cân bằng:

§ Áp suất bên ngoài tác dụng lên pít tông: p = ��

§ Trong quá trình cân bằng, áp suất này là áp suất

của khối khí trong xy lanh

Trang 10

Tồn tại khi có một quá trình biến đổi xảy ra

Không những phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng thái

cuối mà nó còn phụ thuộc vào đường đi

Trang 11

Quy ước:

ü Q > 0 : nhiệt lượng dương – hệ nhận nhiệt

ü Q < 0 : nhiệt lượng âm – hệ tỏa nhiệt

- Nhiệt lượng nguyên tố: δQ

- Nhiệt lượng cũng là một hình thức trao đổi năng lượng giữa hai hệ.

- Đơn vị của nhiệt lượng: Joule (J) hay calory (cal)

3 NHIỆT LƯỢNG

Trang 12

Biểu thức tính nhiệt lượng trong một quá trình cân bằng:

§ Nếu gọi δQ là nhiệt lượng hệ nhận vào để nhiệt độ tăng dT thì người ta

nhận thấy δQ tỉ lệ với dT và tỉ lệ khối lượng M của hệ, vậy:

δQ = cMdT

c là hệ số tỉ lệ, được gọi là nhiệt lượng riêng của hệ (J/kg)

§ Ngoài ra người ta còn định nghĩa nhiệt dung riêng phân tử C là: C = μc

Trang 13

Biểu thức tính nhiệt lượng trong một quá trình cân bằng:

v Quá trình đẳng tích: C = C v , C v được gọi là nhiệt dung riêng phân

Trang 14

v Phát biểu:

Độ biến thiên nội năng (năng lượng) của một hệ trong một quá trình biến đổi bằng tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận vào trong quá trình đó.

Trang 15

+ Năng lượng là hàm của trạng thái Ở mỗi trạng thái khối khí có một năng lượng xác định.

+ ĐẶC TRƯNG CHO MỨC ĐỘ TRAO ĐỔI NĂNG LƯỢNG

Thông qua sự chuyển

dời của hệ(thay đổi thể

tích khối khí)

Thông qua sự chuyển động hỗn lọan của các phân tử.

Trang 16

??? Công có đơn vị là Joule, vậy công có phải là năng lượng không ?

Ở mỗi trạng thái có năng lượng xác định Còn công chỉ có

nghĩa với cả một quá trình biến đổi.

??? Phân biệt công và nhiệt lượng thế nào?

+ Đều là hàm của quá trình Đều đặc trưng cho mức độ trao đổi

năng lượng Đều không phải tính chất nội tại của hệ (như nhiệt

độ, áp suất, năng lượng).

Công chỉ là một hình thức trao đổi năng lượng giữa hai hệ

Ví dụ : Khí nóng trong xylanh đẩy piston chuyển động →Khí sinh công A Đồng thời khí đó cũng làm nóng piston: Khí truyền nhiệt lượng Q cho piston.

+ Đặc trưng cho mức độ trao đổi năng lượng nhưng với hai hình thức khác nhau: sự chuyển dời của hệ – sự trao đổi năng lượng trực tiếp

giữa các phân tử của hệ với các phân tử của môi trường.

Trang 17

Hệ nhận công ( A > 0) và nhiệt ( Q > 0) → U >0

Hệ sinh công ( A  0 ) và tỏa nhiệt (Q  0) → U  0 Hệ cô lập ( A = Q = 0 ) → U = 0 ( Nội năng bảo tòan )

??? Hãy cho biết nội năng giảm, tăng hay không thay đổi trong các trường hợp sau đây : Hệ nhận công và nhiệt; Hệ sinh công và tỏa nhiệt ; Hệ cô lập.

a/

Xét hệ 2 vật Mỗi vật nhận một nhiệt lượng là Q1 và Q2.

→ Tổng nhiệt lượng hệ nhận là : Q = Q1+ Q2 = 0

( Hệ cô lập)

Trang 18

b/ Nếu hệ thực hiện quá trình khép kín (một chu trình )

Hệ muốn sinh công để thực hiện một họat

động tuần hòan ( như một động cơ ), thì phải

NHẬN NHIỆT từ bên ngòai.

“Không thể có “động cơ vĩnh cữu lọai I” là lọai động cơ họat động tuần hòan, sinh công mà không cần nhận năng lượng từ bên ngòai.”

Nhận công :A > 0 → Q  0

Tỏa nhiệt

Trong một chu trình, công mà hệ nhận được có trị số bằng nhiệt do hệ tỏa ra bên ngòai.

Trang 19

Độ biến thiên nội năng: ∆� = �� 2� �∆�

Nhiệt lượng hệ nhận được:

Từ: � = �� ∆� → �� = ��2

2 Ứng dụng nguyên lý thứ nhất nhất nhiệt động học

Trang 21

Trang 24

v Quá trình đẳng nhiệt (T = const) pV = p 1 V 1 = p 2 V 2 = const

Trang 25

v Quá trình đoạn nhiệt: là quá trình mà trong đó không có sự truyền nhiệt vào trong cũng như mất nhiệt ra khỏi hệ nhiệt động đang xét Nói cách khác, quá trình đoạn nhiệt là một quá trình hoàn toàn cách nhiệt (Q = 0)

Trang 26

v Quá trình đoạn nhiệt: (Q = 0)

Trang 27

Trang 28

TÓM TẮT CÔNG THỨC

Tiêu đề	Lý 1 nhiệt học lý thuyết nguyên lý i đhnl
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Vật Lý
Thể loại	Báo cáo môn học
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	32
Dung lượng	2,34 MB