Khái niệm cơ bản về nhiệt động lực học

Chương 1
Khái niệm cơ bản về nhiệt động lực học
1.1 Khái niệm về nhiệt động lực học và các ứng dụng
 Lĩnh vực nghiên cứu:
Môn học nghiên cứu sự chuyển hóa năng lượng chủ
yếu giữa nhiệt lượng và công xoay quanh đại lượng
vật lý trung tâm là nhiệt độ
 Đối tượng nghiên cứu:
Đó là sự biến đổi trạng thái của môi chất làm việc
trong hệ thống nhiệt động
 Mục đích:
Xác định được giá trị trao đổi giữa nhiệt lượng và
công trong một quá trình đồng thời nâng cao hiệu quả
chuyển hoá năng lượng.
 Nền tảng của môn học:
• Định luật nhiệt động thứ hai
• Định luật nhiệt động thứ nhất
1.2 Hệ thống nhiệt động
• Hệ thống nhiệt động:
• Môi trường: Tất cả những đối tượng còn lại không
liên quan đến hệ thống nhiệt động.
• Bề mặt ranh giới: Là giới hạn ngăn cách giữa hệ
thống và môi trường
1.2.1 Hệ kín
1.2.2 Hệ hở
1.2.3 Hệ đoạn nhiệt: Là hệ không trao đổi nhiệt
với môi trường.
1.2.4 Hệ cô lập: Là hệ không trao đổi cả nhiệt
và công với môi trường.
1.3 Nguồn nhiệt: Là thiết bị trao đổi nhiệt trự

c
tiếp với môi chất.
1.4 Chất môi giới hay môi chất (môi chất là
m
việc): Là một chất trung gian nhằm mục đí
ch
truyền tải nhiệt.
1.5 Trạng thái và trạng thái cân bằng
1.6 Quá trình và chu trình
 Quá trình: Là sự biến đổi liên tục của các thông số
trạng thái từ trạng thái cân bằng này đến một trạng thá
i
cân bằng khác.
 Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch
 Chu trình: Là một quá trình khép kín;
 Chu trình thuận nghịch: Là chu trình bao gồm các quá
trình thuận nghịch;
1.7 Đơn vị đo lường
1.8 Thông số trạng thái
1.8.1. Khái niệm thông số trạng thái
1.8.2 Nhiệt độ
 Khái niệm
- Đặc trưng cho tính nóng lạnh của vật
- Đặc trưng cho tốc độ chuyển động của các phân tử
 Thang đo nhiệt độ bách phân (Cencius):
o

C
 Thang đo nhiệt độ
-Trạng thái nước đá đang tan ở p=760mmHg: 0
o
C
-Trạng thái nước sôi ở p=760mmHg: 100
o
C
Chia thang đo ra 100 phần bằng nhau thì tương ứng với
1/100 = 1
o
C
 Thang đo nhiệt độ tuyệt đối (Kelvil):
o
K
2
m
T
3k


0
o
C
t
o
C
T
o
K

-273
o
C
0
o
K 273
o
K
t
o
C
T
o
K
T
o
K= t
o
C + 273
 Faranhiet(
o
F
)
, Rankine(
o
R)
- Độ lớn 1
0
F bằng độ lớn 1
0

R bằng 5/9 độ lớn của 1
0
C
và bằng 5/9 độ lớn 1
0
K
 
o o o o
5 5
t C = T K -273 = t F-32 = T R-273
9 9
- Ở trạng thái nước đá đang tan ở áp suất p=760mmHg:
t = 0
0
C, T = 273
0
K, T = 32
0
F = 462
0
R




   
 
 
   

32Ct8,1Ft
67,459RTFt
KT8,1RT
15,273KTCt
oo
o
o








 
 
   
   
Ct8,1Ft
KT8,1RT
RTFt
K
T
C
t
oo
o
o





1.8.3 Áp suất
N
F
p
2
A
m
 
 
 
 

 Khái niệm áp suất
Hệ thống đơn vị đo
 Hệ thống Pascal(Pa) - SI
1Pa=1N/m
2
; 1kPa=10
3
Pa; 1MPa=10
6
Pa
Hệ thống bar
1Bar=10
5
Pa
 Hệ thống atmosphere (at)

1at=0,981Bar
1kG/cm
2
=1(at)
 Hệ thống mmH
2
O, mmHg(Tor)
5 5
2
2
N 1
1 1Pa 10 Bar .10 (at)
m 0,981
1 1
mmH O mmHg
9,81 133,32
 
 
  
 
 
 
 Quan hệ giữa các hệ thống đơn vị đo