CHƯƠNG 5 ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG 2, ĐH NÔNG LÂM TPHCM

» Định luật I chính là nh lu t I chính là ật I chính là đ nh luật bảo toàn và ịnh luật I chính là chuyển hóa năng lượng viết cho các quá trình nhiệt động.» ĐL1 cho phép tính toán cân bằn

Chương 5:

ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG 2

BÀI GIẢNG NHIỆT KỸ THUẬT

» Định luật I chính là nh lu t I chính là ật I chính là đ nh luật bảo toàn và ịnh luật I chính là chuyển hóa năng lượng viết cho các quá trình nhiệt động.

» ĐL1 cho phép tính toán cân bằng năng lượng trong các quá trình, xác định lượng nhiệt chuyển hóa thành công hoặc ngược lại.

» Tuy nhiên ĐL1 không cho ta biết trong điều kiện nào thì nhiệt có thể biến đổi thành công và liệu toàn bộ nhiệt có thể biến đổi hoàn toàn thành công không.

ĐỊNH LUẬT 2

5.1 ĐỊNH LUẬT 2

5.1.1 Phát biểu

» Nhiệt lượng không thể tự truyền từ vật lạnh sang vật nóng hơn Muốn truyền phải tiêu tốn năng lượng

» Không thể có động cơ vĩnh cửu loại 2, là động cơ khi làm việc chỉ tiếp xúc với 1 nguồn nhiệt Tức là không thể chế tạo được máy có khả năng biến toàn bộ nhiệt lượng nhận được thành công

5.1.2 Ý nghĩa

» Chi u, h ng,đđi u ki n chuy n hóa n ng l ng.ều, hướng,đđiều kiện chuyển hóa năng lượng ướng,đđiều kiện chuyển hóa năng lượng ều, hướng,đđiều kiện chuyển hóa năng lượng ện chuyển hóa năng lượng ển hóa năng lượng ăng lượng ượng

» Hi u qu chuy n hóa n ng l ng.ện chuyển hóa năng lượng ả chuyển hóa năng lượng ển hóa năng lượng ăng lượng ượng

5.2.1 Khái niệm

» Là một hay tập hợp một số quá trình xảy ra

liên tiếp mà chất môi giới trở lại trạng thái ban đầu.

» Chu trình thuận chiều: theo kim đồng hồ, biến nhiệt thành công (l>0) Ví dụ: động cơ nhiệt.

» Chu trình ngược chiều: ngược kim đồng hồ (l<0) Ví dụ: máy nén, máy lạnh

5.2 CHU TRÌNH NHIỆT ĐỘNG

5.2.5 Chu trình thuận chiều

» Định nghĩa: là chu trình mà môi chất nhận nhiệt từ nguồn nóng nhả cho nguồn lạnh và

biến một phần nhiệt thành công chu trình sinh công

» Qui ước: l > 0

» Đồ thị:

5.2 CHU TRÌNH NHIỆT ĐỘNG

lo >0

q1> 0 - t ng nhi t l ng c p cho môi ch tổng nhiệt lượng cấp cho môi chất ện chuyển hóa năng lượng ượng ấp cho môi chất ấp cho môi chất

q2< 0 - t ng nhi t l ng th i raổng nhiệt lượng cấp cho môi chất ện chuyển hóa năng lượng ượng ả chuyển hóa năng lượng

lo > 0 - t ng công sinh ra c a chu trìnhổng nhiệt lượng cấp cho môi chất ủa chu trình

Đánh giá mức độ hoàn thiện của sự biến đổi

nhiệt thành công.

5.2.2 Chu trình thuận chiều

» K t qu : ết quả: ả chuyển hóa năng lượng q l1o q2

1 2 2

o t

» Hi u su t nhi t: ện chuyển hóa năng lượng ấp cho môi chất ện chuyển hóa năng lượng.

5.2 CHU TRÌNH NHIỆT ĐỘNG

5.2.5 Chu trình ngược chiều

» Định nghĩa: là chu trình mà môi chất nhận công từ bên ngoài để lấy nhiệt từ nguồn lạnh nhả cho nguồn nóng

» Qui ước: l < 0

» Đồ thị:

5.2 CHU TRÌNH NHIỆT ĐỘNG

lo< 0

q2> 0 - t ng l ng nhi t nh n vào ổng nhiệt lượng cấp cho môi chất ượng ện chuyển hóa năng lượng ật I chính là

q1< 0 - t ng nhi t l ng th i ra ổng nhiệt lượng cấp cho môi chất ện chuyển hóa năng lượng ượng ả chuyển hóa năng lượng.

lo< 0 – t ng công nh n vào c a chu trình ổng nhiệt lượng cấp cho môi chất ật I chính là ủa chu trình

Hiệu quả làm việc của chu trình ngược chiều

» H s làm l nh ện chuyển hóa năng lượng ố làm lạnh ạnh 2 2

5.2 CHU TRÌNH NHIỆT ĐỘNG

5.2.5 Chu trình ngược chiều

» K t qu : ết quả: ả chuyển hóa năng lượng.

q l q  

» Gồm 2 quá trình đẳng nhiệt và 2 quá trình đoạn nhiệt

» Chu trình thuận nghịch thực hiện nhờ 2 nguồn nhiệt (T1 & T2) để trao đổi nhiệt với nguồn nhiệt

5.3 CHU TRÌNH CARNOT

5.3.2 Chu trình Carnot thuận chiều

» Chất môi giới là khí lý tưởng

» Không tổn thất năng lượng khi tiến hành chu trình

» Có hiệu suất nhiệt cao nhất

» Tiến hành chu trình:

5.3.2 Chu trình Carnot thuận chiều

» Hiệu suất nhiệt:

» Nhiệt lượng:

q1 = q12 = TN.(s2 – s1)

q2= q34 = TL.(s4 – s3)

2 C

1

q 1

5.3.2 Chu trình Carnot thuận chiều

» : chỉ phụ thuộc nhiệt độ nguồn nóng và nguồn lạnh mà không phụ thuộc bản chất của chất môi giới

»  càng lớn khi nhiệt độ nguồn nóng càng cao và nhiệt độ nguồn lạnh càng thấp.

»  luôn < 1,  =1 khi T1  hoặc T2 = 0 là không thể xảy ra Vậy nhiệt không thể biến hoàn toàn thành công (định luật 2).

5.3 CHU TRÌNH CARNOT

5.3.2 Chu trình Carnot thuận chiều

công khi chỉ có một nguồn nhiệt (định luật 2).

»  của chu trình Carnot lớn hơn  chu

5.3 CHU TRÌNH CARNOT

5.3.3 Chu trình Carnot ngược chiều

 1-2: Giãn nở đoạn nhiệt

 2-3: Giãn nở đẳng nhiệt

 3-4: Nén đoạn nhiệt

 4-1: Nén đẳng nhiệt

5.3 CHU TRÌNH CARNOT

5.3.3 Chu trình Carnot ngược chiều

5.3.2 Chu trình Carnot ngược chiều

» : chỉ phụ thuộc nhiệt độ nguồn nóng và nguồn lạnh mà không phụ thuộc bản chất của chất môi giới.

»  càng lớn khi nhiệt độ nguồn nóng càng thấp và nhiệt độ nguồn lạnh càng cao.

5.3 CHU TRÌNH CARNOT

5.4.1 Chu trìnhkhôngthuậnnghịch

» Thựctếcácquátrìnhlàkhôngthuậnnghịchnên chu trìnhcũngkhôngthuậnnghịch, côngsinh ra thấphơn, nhiệtthải ra q2lớnhơn

• Nhiệtlượngnhậnvào<cônglýtưởng

• Nhiệtlượngtoảra>cônglýtưởng

»

5.4 BIỂU THỨC GIẢI TÍCH ĐL2

 TỔNG QUÁT

»

5.4 BIỂU THỨC GIẢI TÍCH ĐL2

5.5.1 Bi uth cgi itích ểuthứcgiảitích ứcgiảitích ảitích

 TỔNG QUÁT

5.5.2 Tổngquátcôngvà Entropy do QT không TN