hóa lý định luật thứ nhất

3.1 SỰ TRUYỀN NĂNG LƯỢNG Nhiệt và công là các đại lượng đặc trưng cho sự trao đổi năng lượng giữa môi chất và môi trường khi thực hiện một quá trình..  Khi môi chất trao đổi nhiệt thì

Chương III

ĐỊNH LUẬT THỨ NHẤT

PGS.TS Trương Vĩnh ThS Diệp Thanh Tùng

KS Đào Ngọc Duy

3.1 SỰ TRUYỀN NĂNG LƯỢNG

 Nhiệt và công là các đại lượng đặc trưng cho sự trao đổi năng lượng giữa môi chất và môi trường khi thực hiện một quá trình.

 Khi môi chất trao đổi nhiệt thì luôn tồn tại sự chênh lệch nhiệt độ

 Khi môi chất trao đổi công với môi trường thì kèm theo các chuyển động

3.2 NHIỆT

 Khi có sự khác biệt nhiệt độ giữa hệ và môi trường trao đổi năng lượng

Nhiệt (Q)

 Một vật có nhiệt độ khác không thì

các phân tử và nguyên tử của nó sẽ chuyển động hỗn loạn vật mang năng lượng nhiệt năng

 Khi hai vật tiếp xúc nhau nội năng của vậtnóng hơn sẽ truyền sang vật lạnh hơn

quá trình truyền nhiệt

 Lượng nội năng truyền trong quá trình gọi

là nhiệt lượng trao đổi giữa hai vật

 Ký hiệu: Q nếu tính cho G (kg), đơn vị: kJ

hay q nếu tính cho 1 kg đơn vị: kJ/kg

 Qui ước:

q > 0: vật nhận nhiệt

q < 0: vật tỏa nhiệt

3.2 NHIỆT

 Khảo sát 1 quá trình vơ cùng bé, khi cấp chokhối chất mơi giới 1 năng lượng q làm tăngnhiệt độ mơi giới lượng dT thì: C= 𝐪

𝐝𝐓 gọi lànhiệt dung riêng

 q Nhiệt là 1 hàm của quá trình

 ĐN: nhiệt lượng cần thiết cung cấp cho 1 đơn

vị vật chất để nhiệt độ của nĩ tăng lên 1 độ

 Ký hiệu: C Đơn vị: kJ/kgC hay kJ/kgK

 NDR phụ thuộc vào bản chất, p, và T

3.2.1 NHIỆT DUNG RIÊNG – khái niệm

Theo ñôn vò ño moâi chaát :

Theo tính chất quá trình:

+ Quá trình có áp suất không đổi:

3.2.1 NHIỆT DUNG RIÊNG – phân loại

Theo tính chất quá trình:

+ Quá trình cĩ thể tích khơng đổi:

3.1.1 NHIỆT DUNG RIÊNG – phân loại

BẢNG NHIỆT DUNG RIÊNG CỦA KHÍ LÝ TƯỞNG

Loại khí k=C p /C v C v

[kJ/kmol.K]

C p [kJ/kmol.K] Khí 1 nguyên tử

Khí 2 nguyên tử

Khí 3 hoặc

nhiều nguyên tử

1,67 1,40

1, 29

12,6 20,9

29, 3

20,9 29,3 37,7

Lưu ý: 1 kcal = 4,187 kJ

 Sự phụ thuộc của NDR vào nhiệt độ

C = ao + a1.t

C = ao + a1.t + a2.t2

C = ao + a1.t + a2.t2+a3t3 +…+ antn

a0, a1,…an – các hệ số Với khí lý tưởng C = const

3.1.1 NHIỆT DUNG RIÊNG

 Nếu biết NDR trung bình từ 0 đến t thì NDR trung bình từ t1 đến t2 được tính như sau:

 Nếu có dạng đường thẳng thì

3.1.1 NHIỆT DUNG RIÊNG

3.1.1 NHIỆT DUNG RIÊNG

NDR của hỗn hợp

 Nhiệt lượng tiêu tốn để nâng nhiệt độ hỗn hợp

lên 1 độ = tổng nhiệt lượng tiêu tốn để nâng

nhiệt độ các khí thành phần lên 1 độ

 G.C = G1.C1 + G2.C2 + + Gn.Cn

C hh = g1.C1 + g2.C2 + + gn.Cn = 𝐢=𝟏𝐧 𝐠𝐢 𝐂𝐢

C’ hh = r1.C’1 + r2.C’2 + + rn.C’n = 𝐢=𝟏𝐧 𝐫𝐢 𝐂′𝐢

C hh = r1.C1 + r2.C2 + + rn.Cn= 𝐢=𝟏𝐧 𝐫𝐢 𝐂𝐢

G: khối lượng của môi chất, kg

n: số kilômol môi chất

 Công (W) là các dạng khác của năng lượngtruyền giữa hệ và môi trường.

 Khi thực hiện một quá trình, nếu p, V thayđổi hoặc dịch chuyển trọng tâm khối môichất 1 phần năng lượng nhiệt cơ năng

Công của quá trình.

 Độ lớn của công thực hiện là tích của lực đẩy

F với khoảng cách di chuyển

l của pit-tông

3.2 CÔNG

 W = F l = (F/A)A l = P V

Công (J= Joules) là tích của áp suất (N/m 2 hay Pa) với sự thay đổi thể tích của hệ (m 3 ).

 Qui ước:

 Nếu W > 0: môi trường thực hiện công lên hệ

 Nếu W < 0: hệ thực hiện công lên môi trường

 Các loại công: công giãn nở (công thay đổi

thể tích), công lưu động (công thay đổi vị trí), công kỹ thuật (công thay đổi áp suất)

3.2.1 CÔNG DÃN NỞ

 Khi hệ hở, có sự trao đổi chất bên ngoài với hệ nên chất khí chuyển động sinh ra công lưu động.

công lưu động chỉ phụ thuộc trạng thái đầu và cuối.

 Với quá trình kín (trạng thái 1 trùng với

3.2.2 CÔNG LƯU ĐỘNG

 Khi môi chất tiến hành một quá trình, áp suất thay đổi một lượng là dp thì thực hiện một công kỹ thuật là dlkt

 Quá trình cân bằng: các trạng thái trung gian

đều là trạng thái cân bằng của hệ

 Quá trình thuận nghịch: là quá trình cânbằng, khi thực hiện chiều ngược lại từ cuốiđến đầu, hệ sẽ đi qua tất cả các trạng thái cânbằng trung gian khi đi từ đầu đến cuối

 Quá trình khơng thuận nghịch: khơng thỏa

mãn điều kiện trên, đây là thực tế Trong kỹthuật, các quá trình được thực hiện càng gầnvới quá trình thuận nghịch

3.3 PHÂN LOẠI QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG

3.4.1 Phát biểu:

Năng lượng không mất đi biến đổi qua lại

Tổng các dạng năng lượng trong 1 hệ kín làkhông đổi

Cơng do hệ sinh ra

3.4 ĐỊNH LUẬT 1

Ý NGHĨA ENThALPY

 u là năng lượng của hệ kín

 i = u + pv là năng lượng của hệ hở, vì khi tác động với môi trường, ngoài nội năng hệ phải có thêm phần năng lượng bằng thế năng của môi trường đặt lên hệ.

 Enthanpi cũng là một thông số trạng thái , nhưng không đo được trực tiếp mà được tính thông qua u, p và v

 Enthanpi của khí thực phụ thuộc T và v

 Đối với khí lý tưởng , enthanpi chỉ phụ thuộc T?

