ÁP DỤNG NGUYÊN LÝ THỨ NHẤT CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC CHO KHÍ LÍ TƯỞNG Tiếp theo... Viết biểu thức tính công của khí lí tưởng?. Câu 2 / Phát biểu nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học
Trang 1ÁP DỤNG NGUYÊN LÝ THỨ NHẤT CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC CHO KHÍ
LÍ TƯỞNG ( Tiếp theo )
Trang 2KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu 1/ Nội năng của khí lí tưởng là gì?
Viết biểu thức tính công của khí lí tưởng? Câu 2 / Phát biểu nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học cho khí lí tưởng?
Áp dụng nguyên lý này cho quá trình đẳng tích của khí lí tưởng.
Trang 3
1 Nội năng và công của khí lí tưởng
2 Áp dụng nguyên lý thứ nhất của nhiệt
động lực học cho các quá trình biến đổi trạng thái của khí lí tưởng
a Quá trình đẳng tích
b Quá trình đẳng áp
c Quá trình đẳng nhiệt
d Chu trình
Trang 4
b Quá trình đẳng áp
2
V
p
Trong hệ tọa độ p, V quá trình này được biểu diễn bằng đoạn thẳng vuông góc với trục áp suất
> 0
Trong quá trình biến đổi từ trạng thái 1 sang trạng thái
2 chất khí thực hiện công
1
V
P
V
0
Vậy biểu thức nguyên lý thứ nhất của NĐLH trong quá trình này là: Q = + A
KL: Nhiệt lượng mà chất khí nhận được 1 phần làm tăng nội năng của nó và 1 phần biến
thành công
U
V p
A
Trong quá trình này vì p không đổi nên độ lớn của công được xác định bằng số
đo của diện tích hình chữ nhật được giới hạn bằng 4 đường: đường biểu diễn quá trình 1 – 2, trục hoành và 2 đoạn thẳng song song trục tung ứng với ,V1 V2
Nhiệt độ: T T U 0
Trang 5c Quá trình đẳng nhiệt
1
P
1
2
P
P
V
0
Trong quá trình đẳng nhiệt:
0
2
1 T U
T
Khi chuyển từ trạng thái 1 sang trạng thái 2 chất khí thực hiện công
Vậy: biểu thức của nguyên lý thứ nhất của NĐLH trong quá trình này có dạng: Q = A
KL: Toàn bộ nhiệt lượng truyền cho chất khí được chuyển thành công
Độ lớn của công được xác định bằng số đo của diện tích hình được giới hạn bởi 4 đường:
đường biểu diễn của quá trình, trục hoành và 2 đoạn thẳng
song song trục tung ứng với thể tích , V1 V2
1
2
Trang 6d Chu trình
1
2 3 4
4
1 V
V V 2 V3
1
P
2
P
3
P
4
P
P
V
0
Chu trình là một quá trình khép kín
( trạng thái cuối trùng với trạng thái đầu )
Các quá trình biến đổi trạng thái: 1->2: quá trình giãn đẳng nhiệt.
2->3: quá trình làm lạnh đẳng tích 3->4: quá trình nén đẳng nhiệt.
4->1: quá trình làm nóng đẳng tích.
Trang 7Xét quá trình biến đổi từ trạng thái 1->2:
là quá trình giãn đẳng nhiệt
1
2 3
4
4
V
3
2 V
V
1
P
2
P
3
P
P
V
0
0
12
U
Khi chuyển từ trạng thái 1 sang trạng thái 2 chất khí thực hiện
4
1 V
V V 2 V3
1
A
Vậy: Nguyên lý thứ nhất của NĐLH là:
1 1
12 A 0 A
Q
4
P
Trang 82 3
4
4
V
1
P
2
P
3
P
P
V
0
Xét quá trình biến đổi từ trạng thái 2->3:
là quá trình làm lạnh đẳng tích.
Nhiệt độ
Khi chuyển từ trạng thái 2 sang
4
P
Vậy: Nguyên lý thứ nhất của NĐLH là:
0
23
23 U
Q
4
1 V
V V 2 V3
Trang 92 3
4
4
V
3
2 V
V
1
P
2
P
3
P
P
V
0
Xét quá trình biến đổi từ trạng thái 3->4:
là quá trình nén đẳng nhiệt.
Nhiệt độ
0
34 4
3 T U
T
2
A
Khi chuyển từ trạng thái 3 sang trạng thái 4 chất khí nhận công
4
P
2
A
Vậy: Nguyên lý thứ nhất của NĐLH là:
2
34 A
Q 3
2 V
V
4
1 V
V
Trang 102 3
4
4
V
1
P
2
P
3
P
P
V
0
Xét quá trình biến đổi từ trạng thái 4->1:
là quá trình làm nóng đẳng tích.
4
P
Nhiệt độ
Khi chuyển từ trạng thái 4 sang
Vậy: Nguyên lý thứ nhất của NĐLH là:
0
41
41 U
Q
4
1 V
V V 2 V3
Trang 11Vậy trong chu trình Q = A
Độ lớn của công này được xác định bằng số đo của diện tích phần gạch chéo.
1
2 3
4
4
V
1
P
2
P
3
P
P
V
0
4
P
Tổng hợp tất cả các quá trình biến đổi
trạng thái ta có:
41 34
23
12 Q Q Q Q
1
12 A
Q
0
23
23 U
Q Q41 U41 0
2
34 A
Q
41
23 U
U
mà => Q23 Q41 0
A A
A Q
Q Q
Q
2 1
34 12
4
1 V
V V 2 V3
1
A
2
A
A
Trang 12CỦNG CỐ
U
Quá trình đẳng tích
A U
Quá trình đẳng áp
A
Q
Quá trình đẳng nhiệt
2
1 A A
A
Chu trình
A U
Q
Nguyên lý thứ
nhất của NĐLH
Trang 13BÀI TẬP CỦNG CỐ
a Tính công khí thực hiện được.
b Tính độ biến thiên nội năng của khí, biết trong
5
10 N / m2
Trang 14BÀI GIẢI
Công do chất khí thực hiện
) (
V p V2 V1 p
) 10
8 10
10 (
10
A
J
A U
600
1000
J
Độ biến thiên nội năng của chất khí Áp dụng nguyên lý thứ I của NĐLH