Nhiệt động học chương 3

Cơ sở lý thuyết và các bước khảo sát * Các bước khảo sát một quá trình nhiệt động - Nêu định nghĩa và ví dụ về quá trình - Viết phương trình của quá trình - Biểu thị quá trình trên đồ th

Trang 1

Presented By

CƠ BẢN CỦA KHÍ LÝ TƯỞNG

Trang 2

Presented By Harry Mills / PRESENTATIONPRO

K thu t nhi ỹ ậ ệt

3.1 Cơ sở lý thuyết và các bước khảo sát

* Cơ sở lý thuyết để khảo sát các quá trình nhiệt động

- Phương trình trạng thái của các chất khí: p.v = R.T

- Phương trình định luật nhiệt động thứ nhất

dq = du + p.dv = du + dl

dq = di – v dp = di + dlkt

Trang 3

Presented By

3.1 Cơ sở lý thuyết và các bước khảo sát

* Các bước khảo sát một quá trình nhiệt động

- Nêu định nghĩa và ví dụ về quá trình

- Viết phương trình của quá trình

- Biểu thị quá trình trên đồ thị p – v và T-s

- Thiết lập mối quan hệ giữa các thông số ở trạng thái đầu và

cuối của quá trình

-Xác định độ biến thiên nội năng ∆u, biến thiên entanpi ∆i

- Xác định công do môi chất thực hiện l, lck

- Xác định biến thiên entropi ∆s

- Xác định hệ số biến hoá năng lượng α = ∆u/q

Trang 4

3.2 Các quá trình nhiệt động của khí lý tưởng

3.2.1 Quá trình đẳng tích

* Định nghĩa: Quá trình đẳng tích là quá trình xảy ra trong điều kiện thể tích không đổi: v = const, dv = 0

* Phương trình của quá trình đẳng tích

const

=

T p

* Biểu diễn trên đồ thị p-v và T-s

Trang 5

Presented By

* Quan hệ giữa các thông số của trạng thái đầu và cuối quá trình

1

2 1

2

T

T p

= v p v

* Biến thiên nội năng: Đối với khí lý tưởng: du = Cv dT

) ( T2 T1C

∆

* Biến thiên entanpi: Đối với khí lý tưởng: di = Cp dT

) ( T2 T1C

∆

Trang 6

* Công thay đổi thể tích: Do thể tích không đổi nên công thay đổi thể tích bằng 0

0

* Công kỹ thuật

) (

R p

p v dp

v dp

v l

2 2

1

2

1

ln ln

.

P

P C

T

T C

T

dT

C T

dq

Trang 7

Presented By

* Nhiệt lượng chất môi giới nhận được trong quá trình

)

12 u C T T l

Hệ số α = 1 điều đó chứng tỏ trong quá trình đẳng tích toàn

bộ nhiệt năng cung cấp cho chất môi giới đều biến thành nội năng mà không hề sinh công

Trang 8

3.2.2 Quá trình đẳng áp

* Định nghĩa: Quá trình đẳng áp là quá trình xảy ra trong điều kiện áp suất không đổi: p = const

* Phương trình của quá trình đẳng áp

const

=

T v

Trang 9

Presented By

1

2 1

2

T

T v

= P v P

) ( T2 T1C

∆

) ( T2 T1C

∆

Trang 10

* Công thay đổi thể tích:

)(

2

1

T T

R v

v p dv

p l

2 2

1

ln ln

T

T C

T

dT

C T

Trang 11

Presented By

).(T2 T1C

i l

C q

u

p

v

α

Hệ số α < 1 điều đó chứng tỏ trong quá trình đẳng áp nhiệt

lượng cung cấp cho chất môi giới một phần biến thành nội

năng phần còn lại sinh công tác động lên môi trường

Trang 12

3.2.3 Quá trình đẳng nhiệt

* Định nghĩa: Quá trình đẳng nhiệt là quá trình xảy ra trong điều kiện nhiệt độ không đổi: T = const

* Phương trình của quá trình đẳng nhiệt

* Biểu diễn trên đồ thị p-v

Trang 13

Presented By

2

1 1

2 1

2

v

v p

= T p T

0 )

.( 2 − 1 =

=

∆ i Cp T T

Trang 14

1

2 2

1

2

1

ln

v

v RT

v

dv T

R dv

p l

P RT

p

dp RT

dp v l

1

ln

* Biến thiên entropi:

2

1 1

2 2

1

ln ln

.

2

p R

v

v R

v

dv R

T

dq s

Trang 15

Presented By

ktl l

Hệ số α = 0 điều đó chứng tỏ trong quá trình đẳng nhiệt,

nhiệt năng cung cấp cho chất môi giới biến đổi hoàn toàn

thành công tác động lên môi trường

Trang 16

3.2.4 Quá trình đoạn nhiệt

* Định nghĩa: Quá trình đoạn nhiệt là quá trình xảy ra trong điều kiện không có trao đổi nhiệt giữa môi chất và môi trường bên ngoài : dq=0

* Phương trình của quá trình đẳng tích

Theo phương trình định luật thứ nhất:

pdv du

vdp di

pdv dT

.

k dv

p

dp

v C

p

dp const

v

p k ) = ln(

const v

p = /

∫

Trang 17

Presented By

Trang 18

1 1

2 k

2

1 1

v p

p

) ( T2 T1C

∆

) ( T2 T1C

∆

Trang 19

Presented By

* Công thay đổi thể tích: Do q=0

) ( T1 T2C

u

l = − ∆ = v −

* Công kỹ thuật: Do q=0

)(T1 T2C

Trang 20

Trang 21

Presented By

K thu t nhi ệt

3.2.5 Quá trình đa biến

* Định nghĩa: Quá trình đa biến là quá trình mà nhiệt dung riêng của môi chất trong quá trình đó không thay đổi: Cn = const

* Phương trình của quá trình đa biến

Gọi Cn là nhiệt dung riêng của môi chất trong quá trình đa biến

dT C vdp dT

C

dq

dT C pdv dT

C

dq

n p

n v

.

=

vdp dT

C C

pdv dT

C C

p n

v n

dp

v C

C

C C

v n

p n

n C

C

C C

v n

const v

p n) =

Trang 22

1 1

2 n

2

1 1

v p

p

) ( T2 T1C

∆

) ( T2 T1C

∆

Trang 23

Presented By

) (

) (T2 T1 C T2 T1C

u q

(.)

T C

ln

.

T

T n

k

n C

T

T C

T

dT

C T

dq s

T

v n

−

=

Trang 24

)

.(

1

)

n

k

n C T

T C

n C

C T

T C

T T

C q

u

n

v n

) (

1 2

α

Trang 25

Presented By

* Xác định chỉ số n

- Xác định chỉ số đa biến theo các thông số trạng thái Từ phương trình quá trình đa biến

2 1 1 2

ln

v v p

p

n =

Tương tự có thể xác định n theo tỷ số giữa các nhiệt độ và tỷ số

p2/p1 hoặc v2/v1

Trang 26

- Xác định chỉ số đa biến theo q, l12 và k

k

k l

q

n = ( 1 − ) +

* Tính tổng quát của quá trình đa biến Từ phương trình p.vn = const

- Khi n = + ∞; ta có v = const  quá trình đẳng tích

- Khi n=0; p = const  quá trình đẳng áp

- Khi n = 1; pv = const (hay T= const)  quá trình đẳng nhiệt

- Khi n = k; pvk = const  quá trình đoạn nhiệt

Trang 27

Presented By

k

k l

q

n = ( 1 − ) +

Trang 28

k

k l

q

n = ( 1 − ) +

Trang 29

Presented By

* Đồ thị p-v, T-s

Định dạng
Số trang	29
Dung lượng	1,18 MB