Vật lý đại cương - Nguyên lý thứ hai nhiệt động lực học phần 1

Nh÷ng h¹n chÕ cña nguyªn lý thø I N§LH •Kh«ng x¸c ®Þnh chiÒu truyÒn tù nhiªn cñanhiÖt : NhiÖt truyÒn tù nhiªn tõ vËt nãng h¬n sang vËt. l¹nh h¬n.[r]

Chương 11 Nguyên lý thứ hai nhiệt

động lực học

Đ1 Những hạn chế của nguyên lý thứ I NĐLH

•Không xác định chiều truyền tự nhiên củanhiệt: Nhiệt truyền tự nhiên từ vật nóng hơn sang vật

lạnh hơn Không có quá trình tự nhiên ng−ợc lại

•Không xác định chiều chuyển hoá tự nhiên của năng l−ợng: Thế năng biến tự nhiên thμnh động năng rồi thμnh nhiệt toả ra,

Không có quá trình tự nhiên ng−ợc lại:

Nhiệt → Động năng →Thế năng

Tuy nhiên các quá trình ng−ợc lại trên đều

thoả mãn nguyên lý thứ nhất nhiệt động lực học

• Không đánh giá đ−ợc chất l−ợng nhiệt

• Không phân biệt khác nhau giữa công vμ nhiệt

Đ2 Quá trình thuận nghịch vμ quá trình

không thuận nghịch

1 Định nghĩa

a Quá trình A->B ->A lμ thuận

nghịch nếu quá trình ngược B ->A

hệ cũng đi

p A

B

V qua các trạng thái trung gian như trong quá trình

thuận A ->B; Suy ra:

‚ Hệ chỉ có thể trở về trạng thái cân bằng ->QT thuận nghịch lμ QT cân bằng ->Athuận=A’nghịch,

Qthuận=Q’nghịch

ƒ Hệ trở về trạng thái ban đầu, môi trường xung quanh không biến đổi

b QT không thuận nghịch: Sau khi thực hiện

QT thuận vμ QT nghịch đưa hệ về trạng thái

ban đầu thì môi trường xung quanh bị biến đổi

2 Thí dụ:

Quá trình giãn đoạn nhiệt vô cùng chậm: QTTN

•Dao động của con lắc không ma sát có nhiệt

độ bằng nhiệt độ bên ngoμi: QTTN

A B

C¸c qu¸ tr×nh kh«ng thuËn nghÞch

•C¸c qu¸ tr×nh cã ma s¸t: Kh«ng TN

• TruyÒn nhiÖt tõ vËt nãng-> vËt l¹nh: Kh«ng

TN

•QT gi·n khÝ trong ch©n kh«ng: Kh«ng TN

A B

Đ4 Chu trình Carnot

p

y Giãn đoạn nhiệt:2→3, Nhiệt độ giảm T1 →T2

z Nén đẳng nhiệt: T2 = const, 3 → 4, thải

Q2 (lμm nguội)

1 Chu Trình Carnot thuận

nghịch gồm 4 quá trình TN:

x Giãn đẳng nhiệt: T1

=const, 1→2, nhận Q1 từ

nguồn nóng

{ Nén đoạn nhiệt: 4→1, nhiệt độ tăng: T2 →T1

Q2

Q1

V1

p1 1

v

3

p3

V3

V2

p4

4

V4

T1

T2

Trong chu tr×nh thuËn 12341 hÖ nhËn nhiÖt

Q1 tõ nguån nãng, sinh c«ng A’ vμ th¶i nhiÖt

Q2’vμo nguån l¹nh → §éng c¬ nhiÖt

Trong chu tr×nh nghÞch 14321 hÖ nhËn c«ng

lÊy nhiÖt (lμm l¹nh) tõ nguån l¹nh vμ th¶i nhiÖt vμo nguån nãng → M¸y lμm l¹nh

b HiÖu suÊt ηc trong chu tr×nh Carnot thuËn

nghÞch

1

, 2 c

Q

Q

1 −

=

Gi·n ®¨ng nhiÖt 1 → 2 cã:

1

2 1

1

V

V ln RT

m Q

μ

=

thoả mãn nguyên lý thứ nhiệt động lực học

• Khơng đánh giá đ−ợc chất l−ợng nhiệt

• Khơng phân biệt khác công vμ nhiệt