nguyên lý thứ 2 nhiệt động lực học

Nguyên lý thứ hai của nhiệt động học Trường CĐNKTTB Y Tế Khoa học cơ bản và xột nghiệm GV: Lờ Thị Anh Thư... Nhiệt từ cốc nước nóng tỏa ra Nhiệt cốc nước lạnh thu vào... Quá trình thuậ

7.5 Nguyên lý thứ hai

của nhiệt động học

Trường CĐNKTTB Y Tế Khoa học cơ bản và xột nghiệm

GV: Lờ Thị Anh Thư

Q

Bình chứa nhiệt

F

Vỏ cách nhiệt

T

Q

Bình chứa nhiệt

F

Vỏ cách nhiệt Đạn chì

Nguyên lý I-NĐLH: Q = U +

A’

Nhiệt từ cốc

nước nóng

tỏa ra

Nhiệt cốc nước lạnh thu vào

Qtáa = Qthu

1 Qu¸ tr×nh thuËn nghÞch

vµ kh«ng thuËn nghÞch

Ví dụ: Dao động của con lắc không ma sát:

q q

1 Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch

Quá trình thuận nghịch:

- Cú thể diễn biến hai chiều thuận,

nghịch và qua cựng các trạng thái trung gian.

- Trong quá trỡnh, môi tr ờng xung quanh

không xảy ra biến đổi

- Điều kiện cần cho quá trình thuận nghịch là

một quá trình cân bằng

Ví dụ: Dao động của con lắc có ma sát

của không khí

q q

2 Entropy

a Định nghĩa nh ngh a ĩa : (1)

 Độ biến thiên entropy của hệ từ trạng thái

1 sang trạng thái 2:

(2)

(tn: quá trình thuận nghịch)

 S: chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và cuối !

T

dQ

dS 











) 2 (

) 1 (

1 2

tn T

Q S

S

Ví dụ 3

Miếng nước đá khối lượng 235 g

nóng chảy thuận nghịch thành

nước, nhiệt độ được giữ nguyên ở

O0C trong suốt quá trình Tính độ

thay đổi entropy của nước đá và của môi trường ?

nhiệt nóng chảy của nước đá L=333 kJ/Kg

ShÖ =

Với Q = L.m => Shệ=

Smt=

-2 Entropy

b Nguyên lý tăng Entropy

 S = S2 –S1 =  Shệ + 

Smt = 0

 S1 = S2

 Qu¸ tr×nh bÊt thuËn nghÞch:

 S>0  S1 < S2

Entropy đạt cực đại khi nào ?





S

cân bằng

Tổng quát

 Đối với quá trình bất kỳ: Entropy của hệ và môi trường luôn tăng hoặc không đổi:

  S ≥ 0

 Dấu “=” : Qúa trình thuận nghịch

 Dấu “>” : Quá trình bất thuận nghịch

Ví dụ 4 :

Tính độ biến thiên entropy của hệ và

môi trường trong quá trình không

thuận nghịch giãn nở tự do 1 mol

khí tới thể tích gấp đôi giá trị ban đầu ?

 R=8,31 (J/kg.K): hằng số khí

ĐS:

 S hệ =5,76 (J/K) ; S mt = 0  S hệ + S mt = +5,76 (J/ K)

3 Nguyên lý thứ hai của nhiệt động học

Phát biểu 1:

Khi cú sự trao đổi nhiệt giữa

hai vật cú nhiệt độ khỏc nhau, tiếp xỳc trong một bỡnh kớn ( cỏch nhiệt với mụi trường) thỡ nhiệt khụng tự truyền từ vật lạnh sang vật núng hơn.

Phát biểu 1:

Khi cú sự trao đổi nhiệt giữa

hai vật cú nhiệt độ khỏc nhau, tiếp xỳc trong một bỡnh kớn ( cỏch nhiệt với mụi trường) thỡ nhiệt khụng tự truyền từ vật lạnh sang vật núng hơn.

3 Nguyên lý thứ hai của nhiệt động học

Phát biểu 2:

 Trong hệ kín, đối với các quá trình biến

đổi bất thuận nghịch entropy của hệ là hàm luôn luôn tăng.

S > 0

S=0  hệ biến đổi trong quỏ trỡnh

thuận nghịch cõn bằng.

Ví dụ 5

Một nhà khoa học đã công bố phát minh loại máy lạnh biến đổi liên tục nhiệt thành công nhờ làm lạnh một vật mà

môi trường xung quanh không chịu sự thay đổi

đồng thời nào!

Câu hỏi cho phần tự học:;

1 Entropy có liên kết với sự bất trật tự Chuyển động xoáy của cốc cà phê giảm dần khi ta ngừng khuấy thì entropy

tăng lên Hãy giải thích ? ([2], trang

155-156, [3], [4])

2 « Năng lượng của vũ trụ và entropy

của vũ trụ được giữ nguyên không

đổi » Phát biểu trên đúng hay là sai ?

3 Làm bài tập trong hệ thống bài tập

chương 7 nhiệt học.

 Tài liệu chính:

 [1] Vật lý đại cương, Lương Duyên Bình,

dành cho các trường cao đẳng, NXBGD, tập 1.

 Tài liệu tham khảo:

 [2] Cơ sở vật lý, David Haliday, NXBGD, tập 3.

 [3] Vật lý đại cương, Lương Duyên Bình,

NXBGD, T1

 [ 4].

http://www.powerfromthesun.net/chapter12/C hapter12new.htm

http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/ thermo2.html