Bây giờ ta gọi chung động cơ nhiệt, máy lạnh là các máy nhiệt.
ậÓ nẹng cao hiỷu suÊt (hay hiỷu nẽng) cựa mịy nhiỷt, ngđêi ta đã tìm cách cải tiến cơ cấu của các máy cụ thể. Song một vấn
đề mới nảy sinh là : Với nguồn nóng có nhiệt độ T1và nguồn lỰnh cã nhiỷt ệé T2ệở cho thừ cã thÓ xịc ệỡnh ệđĩc hiỷu suÊt vộ hiệu năng của máy nhiệt không ?
Nghiến cụu vÊn ệÒ trến vộ cẽn cụ vộo nguyến lÝ II, ngđêi ta
đã thấy rằng hiệu suất (hay hiệu năng) của máy nhiệt không thể vđĩt qua mét giị trỡ cùc ệỰi vộ cã thÓ tÝnh ệđĩc cịc giị trỡ cùc
ệỰi nộy. Cô thÓ lộ hiỷu suÊt cùc ệỰi Hmaxcựa ệéng cể nhiỷt ệđĩc xác định bởi công thức :
(60.6) Công thức này diễn tả định lí Các-nô.Nó cho biết giới hạn của hiệu suất động cơ nhiệt làm việc giữa nguồn nóng T1 và nguồn lạnh T2đã cho. Đồng thời công thức này cũng chỉ cho ta cách nâng cao hiệu suất của động cơ nhiệt, đó là nâng cao nhiệt độ nguồn nóng T1 hay hạ thấp nhiệt độ nguồn lạnh T2, hoặc cả hai.
Hiệu năng cực đạiεmaxcủa máy lạnh hoạt động giữa nguồn lạnh T2và nguồn nóng T1cho bởi công thức :
(60.7)
2 max
1 2
T T T ε =
−
= 1− 2
max 1
T T
H T
1. Động cơ nhiệt là gì ? Vẽ và giải thích sơ đồ nguyên tắc hoạt động của động cơ nhiệt. Hãy cho biết các bộ phận chính của động cơ nhiệt.
2. Máy lạnh là gì ? Vẽ sơ đồ nguyên tắc hoạt động của nó và giải thích.
3. Nêu định nghĩa hiệu suất của động cơ nhiệt và giải thích.
4. Nêu định nghĩa hiệu năng của máy lạnh và giải thích.
5. Hãy cho biết ý nghĩa của định lí Các-nô.
6. Nguyến lÝ IInhiỷt ệéng lùc hảc liến quan ệạn hiỷn tđĩng gừ trong tù nhiến ? Mèi quan hỷ giọa nã với nguyên lí Inhiệt động lực học nhð thế nào ?
1. ChuyÓn ệéng nộo dđắi ệẹy khềng cẵn ệạn sù biạn ệữi nhiỷt lđĩng sang cềng ? A. Chuyển động quay của đèn kéo quân.
B. Sù bẺt lến cựa nớp Êm nđắc khi nđắc trong Êm ệang sềi.
C. Bè trôi theo dòng sông.
D. Sự bay lên của khí cầu hở nhờ đốt nóng khí bên trong khí cầu.
2. Mét ệéng cể nhiỷt lộm viỷc sau mét thêi gian thừ tịc nhẹn ệở nhẺn tõ nguăn nãng nhiỷt lđĩng Q1= 1,5.106 J, truyÒn cho nguăn lỰnh nhiỷt lđĩng QỖ2= 1,2.106 J.
Hãy tính hiệu suất thực của động cơ nhiệt này và so sánh nó với hiệu suất cực đại nếu nhiệt độ cựa nguăn nãng vộ nguăn lỰnh lẵn lđĩt lộ 250oC vộ 30oC.
3. ởmột động cơ nhiệt, nhiệt độ của nguồn nóng là 520oC, của nguồn lạnh là 20oC. Hỏi công cực
ệỰi mộ ệéng cể thùc hiỷn ệđĩc nạu nã nhẺn tõ nguăn nãng nhiỷt lđĩng 107 J ? Cềng cùc ệỰi lộ công mà động cơ nhiệt sinh ra nếu hiệu suất của nó là cực đại.
4. ậÓ giọ nhiỷt ệé trong phưng ẻ 20oC, ngđêi ta dỉng mét mịy lỰnh (trong trđêng hĩp nộy ngđêi ta gọi là máy điều hoà không khí) mỗi giờ tiêu thụ công bằng 5.106 J.
TÝnh nhiỷt lđĩng lÊy ệi tõ khềng khÝ trong phưng trong mẫi giê, biạt rỪng hiỷu nẽng cựa mịy lỰnh là ε= 4.
5. Hiỷu suÊt thùc cựa mét mịy hểi nđắc bỪng nỏa hiỷu suÊt cùc ệỰi. Nhiỷt ệé cựa hểi khi ra khái lư hơi (nguồn nóng) là 227oC và nhiệt độ của buồng ngðng (nguồn lạnh) là 77oC. Tính công suất của mịy hểi nđắc nộy nạu mẫi giê nã tiếu thô 700 kg than cã nẽng suÊt toờ nhiỷt lộ 31.106 J/kg.
bài tập c©u hái
Một vài thông tin về môi chất lạnh (tác nhân dùng trong máy lạnh)
Cịc mềi chÊt lỰnh thđêng dỉng lộ : amềniac (NH3), frếền (kÝ hiỷu lộ F hoẳc R) nhđ F12 (CCl2F2), F22(CHClF2),... Khi áp suất trong buồng bay hơi là 1 MPa (≈ 9,8 atm) thì nhiệt độ sôi (ts) của các chất trên là :
NH3 ts= −34oC
F12 −30oC
F22 −40oC
Amềniac thđêng ệđĩc sỏ dông trong cịc mịy lỰnh cềng nghiỷp (ệÓ sờn xuÊt nđắc ệị, làm đông lạnh...). Vì nhiệt hoá hơi của NH3lớn, nên nó thích hợp với các máy lạnh công suÊt lín.
Cịc loỰi frếền thđêng ệđĩc sỏ dông trong tự lỰnh, tự ệị,... vừ nã khềng mỉi, khềng ệéc.
Vộo nẽm 1974 ngđêi ta phịt hiỷn ra rỪng frếền phị huũ tẵng ềzền vộ gẹy hiỷu ụng nhộ kính, nên hiện nay không dùng nữa, mà thay vào đó là các môi chất lạnh ít hại hơn nhð R134a (CH2F −CF3) vộ R152a (CH3−CHF3). Ngđêi ta dù ệoịn, vộo khoờng nẽm 2020 cịc chÊt trến còng sỳ ệđĩc thay thạ bỪng cịc mềi chÊt khềng cã hỰi cho mềi trđêng.
Em cã biÕt ?
Bài Đọc thêm
cịc mịy nhiỷt vộ viỷc bờo vỷ mềi trđêng