Chương 1 -Nhiệt động lực học

1 số khái niệm

Ü B môn: Công ngh Nhi t L nh – Khoa C Khí

p.1

M c đích môn h c

Ü N m v ng nh ng qui lu t v bi n đ i n ng l ng (ch y u là

nhi t n ng và c n ng) å nâng cao hi u qu s d ng n ng l ng

Ü là môn c s đ nghiên c u và thi t k các lo i máy nhi t nói riêng và các h th ng nhi t đ ng nói chung

N i dung môn h c

Ü Ch ng 1 : Môt sô khai niêm c ban – Ph ng trinh trang thai cua ch t khi

Ü Ch ng 2 : nh lu t Nhi t đ ng th nh t (Nguyên lý b o toàn n ng l ng)

Tài li u tham kh o

1 Hoàng đình Tín – Lê chí Hi p, Nhi t đ ng l c h c k

thu t, NXB i h c qu c gia Tp HCM, 2007

2 Hoàng ình Tín – Bùi H i: Bài t p Nhi t đ ng l c h c

KT & truy n nhi t, NXB HQG TpHCM, 2008

3 Hoàng đình Tín, Nhi t công nghi p, NXB i h c qu c gia Tp HCM, 2001

4 Cengel, Y A – Boles, M A., Thermodynamics: An Engineering Approach, 5th Edition, McGraw-Hill’ publisher, 2006

1.2.1 Nhi t l ng và công

Ü Nhi t l Nhi t l ng ng: là l ng n ng l ng đi xuyên qua b m t ranh

gi i khi gi a ch t môi gi i và môi tr ng có s chênh l ch nhi t đ

n v đo: - H SI: 1 J (jun) = 1N.m = 107 erg ; 1 cal (calo) = 4.18 J

- H khác: 1 Btu = 1055 J = 252 cal ; 1 Wh = 3.413 Btu

Mechanical Equivalent of Heat

Joule demonstrated that water

can be heated by doing

(mechanical) work, and showed

that for every 4186 J of work

done, the temperature of water

rose by 1C0 per kg

p.9

Ch t môi gi i ?? Ngu n nóng ?? Ngu n l nh ??

Công và nhi t l ng trao đ i khi ch t môi gi i

bi n đ i tr ng thái

B m t ranh gi i ng n cách gi a ch t môi gi i và

môi tr ng ??

M t s ví d v h nhi t đ ng

M t s ví d v h nhi t đ ng (1)

p.11

M t s ví d v h nhi t đ ng

M t s ví d v h nhi t đ ng (2)

M t s ví d v h nhi t đ ng

M t s ví d v h nhi t đ ng (3)

p.13

Phân lo i h nhi t đ ng

Phân lo i h nhi t đ ng

- HN kín: l ng ch t môi gi i trong h th ng đ c duy trì không đ i, ch t

môi gi i không th đi xuyên qua b m t ranh gi i ng n cách gi a h th ng

và môi tr ng. ( VD: máy l nh)

- HN h : ch t môi gi i có th đi vào và đi ra kh i h th ng xuyên qua b

m t ranh gi i. ( VD: đ ng c đ t trong, tuabin khí, đ ng c

ph n l c, etc.)

- HN đo n nhi t: trong h th ng này, ch t môi gi i không có s trao đ i

nhi t v i môi tr ng trong quá trình ho t đ ng

- HN cô l p: trong h th ng này, ch t môi gi i và môi tr ng hoàn toàn

không có b t k s trao đ i n ng l ng nào trong quá trình ho t đ ng

Ví d v h nhi t đ ng

Ví d v h nhi t đ ng kín

p.15

Ví d v h nhi t đ ng

Ví d v h nhi t đ ng h

Ví d v h cô l p

p.17

1.2.3 Máy nhi t

đây là lo i máy dùng nhi t đ

sinh công Trong lo i máy này,

ch t môi gi i s v n chuy n nhi t

l ng theo chi u thu n t ngu n

Q1 = 2 +

Ü Hi u su t nhi t: η = W = 1− Q2 =1− q2

Ví d v đ ng c nhi t

Ví d v đ ng c nhi t

p.19

B/ B m nhi t, máy làm l nh:

đây là lo i máy nh n công t

bên ngoài đ v n chuy n nhi t

1

2 1

1 1

q q

q Q

Q

Q W

Máy đi u hòa nhi t đ

Máy đi u hòa nhi t đ

p.21

B m nhi t – Máy HKK

p.23

Ví d v thông s tr ng thái

p.25

Nhi t đ Nhi t đ T

(NK) - NK đi n tr : d a trên s thay đ i đi n tr

- Thermocouple : d a trên s thay đ i dòng

= C

o

- Kelvin ( o K):

T ng quan gi a các thang nhi t đ

p.27

Absolute Zero and the Kelvin Scale

The pressure-temperature relation leads to the design of a

constant-volume gas thermometer

Extrapolation of measurements made using different gases

leads to the concept of absolute zero, when the pressure

t ( o C)

Ví d v áp su t (1)

A

A F

F p

p.31

Ví d v áp su t (3)

áp s : 111.7 kPa

Ví d v d ng c đo áp su t

Ví d v d ng c đo áp su t

p.33

Nguyên lý ho t đ ng c a

Nguyên lý ho t đ ng c a Parometer

VD: v i 1mm H2O

Pa m

N x

x gh

O mmH 1000 9 81 0 001 9 81 / 9 81

10

55 0 81 9

850

= +

p.35

Ví d : dùng Manometer đo chênh áp su t c a dòng ch y

Ü L u ý: th tích riêng v m i là thông s tr ng thái, còn th tích V không

ph i là thông s tr ng thái

p.37

Ví d v tính th tích riêng

N i n ng u

Ü Là lo i thông s tr ng thái không đo tr c ti p đ c mà ph i tính toán

Ü N i n ng U c a m t h th ng bao g m:

phân t , và do các dao đ ng trong n i b phân t bên trong h th ng

d u u

u =

Ü i v i khí lý t ng: l c t ng tác gi a các phân t đ c xem b ng không, do đó n i n ng c a khí lý t ng ch ph thu c vào nhi t đ

Ü n v : kJ, kcal, kWh (h SI) ho c BTU (British Thermal Unit)

Ü L u ý: trong các bài toán v nhi t đ ng, nói chung không c n bi t giá

Ü Ví d : ( đ i v i ch t khí)

nên i c ng ch ph thu c vào nhi t đ

Ü L u ý: trong các bài toán v nhi t đ ng, nói chung không c n

bi t giá tr tuy t đ i c a entanpi mà ch c n bi t l ng bi n đ i entanpi

p.43

trong đó: - là nhi t l ng trao đ i gi a ch t môi gi i và môi

tr ng trong quá trình thu n ngh ch vô cùng bé

(Ph n 1)

p.45