nhiệt động học, chất tinh khiết 2 pha

Mô tả: tài liệu uy tín được biên soạn bởi giảng viên đại học Bách Khoa TPHCM, thuận lợi cho qua trình tự học, nghiên cứu bổ sung kiến thức môn vật lý, vật lý cao cấp, tài liệu từ cớ bản tới nâng cao, bổ sung kiến thức thi học sinh giỏi vật lý, nghiên cứu, công thức có chú thích, kèm tài liệu tiếng anh, tiếng pháp

NGHIÊN CỨU CÁC

CHẤT TINH KHIẾT CÓ 2 PHA

CBGD Trần Thị Ngọc Dung

Nội dung

• Các pha của 1 chất tinh khiết

• Đại lượng riêng – Đại lượng mol

• Giãn đồ P,T của chất tinh khiết

• Giãn đồ P,T của nước

• Cân bằng lỏng –hơi

- Giản đồ (P,v)- Đường đẳng nhiệt

- Giãn đồ (T,s) – Đường đẳng áp

• - Hàm lượng riêng của hơi , Hàm lượng riêng của lỏng

Các pha của 1 chất tinh khiết

Khí

Lỏng Rắn

Nóng chảy Đông đặc

Pha là phần của hệ nhiệt động mà các thông số trạng thái cường tính là liên tục

Ký hiệu : (h): pha hơi (  ℓ): pha lỏng ( r): pha rắn

Đại lượng riêng- Đại lượng mol

n

S

s m (  )  

Đại lượng riêng: Đại lượng trên 1 kg chất

Đại lượng mol:Đại lượng trên 1 mol chất

Ví dụ: entropy riêng, Enthalpy riêng, Nội năng riêng

m

U u

, m

H h

, m

H h

m

S s

, m

S

entropy mol

Giản đồ P,T của chất tinh khiết

+ Điểm ba + Điểm tới hạn

Giản đồ (P,T) của nước

Giản đồ (P,v) và (T,s) đối với cân bằng lỏng hơi

Cân bằng lỏng –hơi

Giản đồ (P,v)- Đường đẳng nhiệt

T III <T<Tc

H

L

Hơi

Lỏng

P

v

L+H

T=T III

Tc T>Tc

E

v (ℓ) v(E) v (h)

• Hàm lượng riêng của hơi

• Hàm lượng riêng của lỏng

1 x

x

m

m x

m

m x

h

h h















m

v m v

m )

E (

v (h) (h)  () ()



) ( ) h ( )

h ( ) h

x )

E (

HL

EL v

v

v )

E (

v x

) ( )

h (

)

( )

h











Giản đồ (T,s)-Đường đẳng áp

) ( ) h ( )

h ( ) h (

) ( ) ( )

h ( ) h (

s ) x 1 ( s

x ) E (

s m s

m )

E ( s

















L

T

L+H

P>Pc T>Tc

E

s (ℓ) s(E) s (h) s

P=Pc

Hơi

H

P<Pc

T 1

T 2

HL

EL s

s

s E

s x

h







) ( )

(

) ( )

(

) (





Entanpy H=U+PV

• dH=dU+PdV+VdP

• Quá trình đẳng áp : dP=0 dH=dU+PdV

• NL 1 NĐH: dU=dQ-PdV => dQ=dU+PdV

=> dH=dQ=mc p dT=nC p,m dT

Pha ngưng tụ: (lỏng Rắn), khó nén, dV=0, P=const

cp=cv=c

dH=dU+d(PV)=dQ=mcdT

Entanpy thay đổi trạng thái

• Entanpy thay đổi trạng thái ở nhiệt độ T

ℓ  1->  2 (T)= h (h) –h (ℓ) (J/kg)

= là độ biến thiên entanpy của 1 đơn vị khối lượng của chất tinh khiết khi chuyển pha 1-> 2

Entropy biến đổi trạng thái

là độ biến thiên entropy riêng của chất tinh khiết khi chuyển pha  1->  2

T

) T

( m

T

h

h m

S  ( h )  ( )   1    2

T

) T ( T

h h

T

q s

s

) ( )

h (























Nếu khối lượng của chất tinh khiết là m thì

Sử dụng thực tế giản đồ tinh khiết (P 249)

0.5bar

1MPa=10bar 0,5MPa=5bar 0,2MPa

0,1MPa 0,05MPa=0,5bar

xh=1

xh=0,8

2/p253 Biến đổi của 1 khối nước

Nước vừa đúng bảo hòa, khối lượng m=1kg, chịu biến thiên đẳng entropy từ áp suất P1 = 20bar , nhiệt độ T1=212oC đến áp suất P2=0.5bar, nhiệt độ T2=81oC

c(ℓ) =4.18 kJ/(kg.K)

1) tính hàm lượng hơi riêng ở trạng thái cuối

2) tính biến thiên entanpi

Cho ℓ (h) (T1) =1850 J/kg

ℓ (h) (T2) =2270J/kg

L

T

L+H T>Tc

F

s (ℓ) s(E) s (h) s

Hơi

H

T 1

I

T 2

K 354 273

81 T

K 485 273

212 T

) T

T ln

c T

) T

( ( ) T (

T x

0 T

) T

( x

T

T ln

c T

) T

( s

s

2 1

1

2 1

1 2

2 h

2

2 h

1

2 1

1 I

F



































