ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ NHẤT ppsx

Quá trình nhiệt động của hơi nước II.5.. Xác định nhiệt theo nhiệt dung riêng b..  Khái niệm nhiệt dung riêngNhiệt dung riêng của chất khí là nhiệt lượng cần thiết cung cấp cho một đơn

ĐỊNH LUẬT

NHIỆT ĐỘNG

THỨ NHẤT

ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ NHẤT

II.1 Nhiệt và công

II.2 Định luật nhiệt động một

II.4 Quá trình nhiệt động của hơi nước II.5 Quá trình của không khí ẩm

II.3 Quá trình nhiệt động của KLT

II.1 NHIỆT VÀ CÔNG II.1.1 Phương pháp xác định nhiệt

II.1.2 Phương pháp xác định công

II.1.1 Phương pháp xác định nhiệt

 Hình thái thể hiện công khi có sự chuyển dịch

 Hình thái thể hiện nhiệt khi có sự chênh lệch nhiệt độ

a Xác định nhiệt theo nhiệt dung riêng

b Xác định nhiệt theo biến thiên entropi

 Khái niệm nhiệt dung riêng

Nhiệt dung riêng của chất khí là nhiệt lượng

cần thiết cung cấp cho một đơn vị chất khí

để nhiệt độ của nó tăng lên một độ theo một

quá trình nào đó

a Xác định nhiệt theo nhiệt dung riêng

+ Quá trình có thể tích không đổi

NDR khối lượng đẳng tích, Cv (kJ/kg.độ)

NDR thể tích đẳng tích, C’v (kJ/m3

tc.độ)

NDR kmol đẳng tích, Cµv (kJ/Kmol.độ)

k- số mũ đoạn nhiệtCông thức Mayer: Cp- Cv=R

 Sự phụ thuộc của NDR vào nhiệt độ

BẢNG NHIỆT DUNG RIÊNG CỦA KHÍ LÝ TƯỞNG

Loại khí K=C p /C v Cµv

[kJ/kmol.K]

Cµp [kJ/kmol.K] Khí 1 nguyên tử

Khí 2 nguyên tử

Khí 3 hoặc

nhiều nguyên tử

1,67 1,40

1, 30

12,6 20,9

29, 3

20,9 29,3 37,7

C = a + a'.t;a' =

2

b Xác định nhiệt theo biến thiên entropi

dq = T.ds

dq ds

II.1.2 Phương pháp xác định công

dllđ = d(pv)

Với quá trình kín ( trạng thái 1 trùng với

trạng thái 2) công lưu động bằng không

a Công lưu động: l lđ (J/kg); L lđ =G.l lđ (J)

Công lưu động là công do bản thân môi chất sản sinh ra để mang nó đi:

b Công thay đổi thể tích:l gn (J/kg);L gn (J)

đlgn =p.F.dx=p.dv

2 1

p

c Công kỹ thuật: l kt (J/kg); L kt =G.l kt (J)

đlkt = đlgn- dllđ = p.dv - d(pv) = pdv - pdv – vdp = -vdp

II.2.1 Ý nghĩa

- Mối tương quan giữa nhiệt năng và các dạng năng lượng khác

- Tính bảo toàn của năng lượng

II.2.2 Nội dung

Cấp cho môi chất một lượng nhiệt đq, làm cho nội năng biến thiên một lượng du, khi

đó môi chất sẽ giãn nở sinh công đlgn

II.2 ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG 1

Với khí lý tưởng:

đq = Cv.dT + p.dv

đq = Cp.dT - v.dp Với một quá trình cụ thể:

q=∆u+lgnq=∆i+lkt

II.3 QT NHIỆT ĐỘNG CỦA KHÍ LT II.3.1 Khái niệm quá trình nhiệt động II.3.2 Quá trình đa biến

II.3.3.Quá trình đẳng áp

II.3.4 Quá trình đẳng tích

II.3.5 Quá trình đẳng nhiệt

II.3.6 Quá trình đoạn nhiệt

II.3.1 Khái niệm quá trình nhiệt động

Quá trình nhiệt động là quá trình biến đổi liên tục của các thông số trạng thái từ trạng thái cân bằng này sang một trạng thái cân bằng khác

- Bước 1: Khái niệm quá trình

- Bước 2: Quan hệ giữa các thông số

- Bước 3: Biểu diễn trên đồ thị p-v và T-s

- Bước 4: Xác định q, lgn, lkt, ∆u, ∆i, ∆s

 Các bước nghiên cứu một quá trình:

 Khái niệm quá trình đa biến: Quá trình

đa biến là một quá trình tổng quát của khí

lý tưởng, trạng thái thay đổi theo một quy luật bất kỳ đq = Cn.dt

II.3.2 Quá trình đa biến

 Biểu thức tổng quát

Biểu thức của định luật nhiệt động 1:

đq = Cv.dT + p.dv

đq = Cp.dT - v.dp

C C

−

=

−

n= const - số mũ đa biến;

Ứng với mỗi giá trị của n ta có một quá trình nhiệt động cụ thể và tìm được biểu thức nhiệt dung riêng của quá trình đó

II.3.3.Quá trình đẳng áp

 Khái niệm: p=const; n=0; Cn=Cp

 Quan hệ giữa các thông số:

sv

II.3.4 Quá trình đẳng tích

 Khái niệm: v=const; n=±∞; Cn=Cv

 Quan hệ giữa các thông số:

12

II.3.5 Quá trình đẳng nhiệt

 Khái niệm: T=const; n=1; Cp=Cv

 Quan hệ giữa các thông số:

sv

 Xác định nhiệt và công, ∆i, ∆u

Với mọi quá trình : di = Cp.dT = 0

Với mọi quá trình : du = Cv.dT = 0

II.3.6 Quá trình đoạn nhiệt

 Khái niệm: q=0; n=k; Cn=0; s=const

 Xác đinh ∆s của các qúa trình

dq ds

 Theo từng quá trình

T

dT C

ds = v

1

2 v

T

T ln C

s =

∆

v = const: đq =CTvdT

dT C

ds = p

1

2 p

T

T ln C

II.4 QUÁ TRÌNH CỦA KHÍ THỰC II.4.1 Quá trình hóa hơi đẳng áp

ao

v v’’

v’

1 2 3 4p

II.4.2 Một số khái niệm

a Hiện tượng bay hơi

b Hiện tượng sôi

t=tsôi=ts(p); p=psôi=ps(t)

c Nhiệt ẩn hóa hơi: r(J/kg)

Nhiệt ẩn hóa hơi là nhiệt lượng cần thiết để biên 1(kg) nước sôi hóa hơi hoàn toàn

e Hơi quá nhiệt: t>t s

d Hơi bão hòa

 Hơi bão hòa khô: không chứa nước sôi

 Hơi bão hòa ẩm: có chứa nước sôi

x=Lượng hơi bão hòa khô/Lượng hơi bão hòa ẩm

x=0 đường nước sôi đường giới hạn dưới

x=1 đường hơi bão hòa khô đường giới hạn trên 0<x<1 hơi bão hòa ẩm

II.4.3 Bảng và đồ thị của hơi nước

a Bảng số

 Bảng nước và hơi nước bão hòa

 Theo p: ts, i’, i’’, s’, s’’…

 Theo t: ps, i’, i’’, s’, s’’…

 Trạng thái hơi bão hòa ẩm:

ix = (1 - x).i’ + x.i’’

x

i i ' x

i '' i '

−

=

−

 Bảng nước chưa sôi và hơi quá nhiệt

b Đồ thị

 Đồ thị T-v

 Đồ thị T-s

 Đồ thị i-s

II.4.4 QT nhiệt động của khí thực

 Các bước tính toán một quá trình

 Xác định biến thiên nội năng ∆u

∆u = u2 - u1 = (i2 - p2v2) - ( i1- p1v1)

 Xác định nhiệt lượng q

v = const: q = ∆u + lgn = ∆u; (lgn = 0)

p = const: q = ∆i = (i2 - i1); (lkt =0)

II.5 CÁC QUÁ TRÌNH CỦA KK ẨM II.5.1 Khái niệm và phân loại

II.5.2 Các TS cơ bản của KK ẩm

II.5.3 Đồ thị I - d và ứng dụng

II.5.1 Khái niệm và phân loại

a Khái niệm không khí ẩm

KK ẩm =KK khô (O2, N2…) + H2O (hơi)

b Phân loại

 KK ẩm chưa bão hòa: Gh<Ghmax; ph<ps

 KK ẩm bão hòa: Gh=Ghmax; ph=ps

 KK ẩm quá bão hòa: Gh>Ghmax; ph=ps

II.5.2 Các TS cơ bản của KK ẩm

a Áp suất:

p = ph + pkV=Vh=Vk

T=Th=Tk

b Khối lượng:

G = Gh + Gk

c Độ ẩm tuyệt đối và tương đối

 Độ ẩm tuyệt đối: ρh h

h

G ρ

d Độ chứa ẩm h

k

G d

f Entanpi của không khí ẩm

i= ik + d.ih

i = 1,0048.t + (2500 + 1,93.t)d

 Các đường biểu diễn

3 1

1 G

d d

=

−

Q=Gk.∆i=Gk(i2- i1) Xét với 1 kg KK khô thì lấy được (d3-d1)

Gk 1(kg ẩm)