Giáo trình kỹ thuật nhiệt spkt

<span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

Phần thứ nhất

Nhiệt động lực học kỹ thuật

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

Chương 1

Những khái niệm cơ bản,

phương trình trạng thái của chất khí

Các nội dung trọng tâm của Chương 1

1. Hiểu được các khái niệm, định nghĩa về Hệ cô lập, hệkhông cô lập, hệ kín, hệ hở, hệ đoạn nhiệt; chất mơi giới; nhiệt độ, áp suất, thể tích riêng, nội năng, enthalpy,entropy, khí lý tưởng và khí thực. Lưu ý cách đổi đơn vịđo các thơng số trạng thái của hệ nhiệt động.

2. Phương trình trạng thái khí lý tưởng (Clapeyron),phương trình trạng thái khí thực.

3. Phân tích bài tốn đưa về phương trình trạng thái khí lý

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

1.1. Những khái niệm cơ bản

1.1.1. Đối tượng và phương pháp

nghiên cứu của nhiệt động học kỹ thuật

Nhiệt động học nghiên cứu những quy luật về biếnđổi năng lượng mà chủ yếu là nhiệt năng và cơ năngnhằm tìm ra các biện pháp biến đổi có lợi nhất giữanhiệt năng và cơ năng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

Phương pháp nghiên cứu: Nhiệt động học đượcnghiên cứu bằng phương pháp giải tích, thực nghiệmhoặc kết hợp cả hai.

• Phương pháp thực nghiệm: Tiến hành các thí nghiệmđể xác định giá trị các thông số thực nghiệm, từ đó tìmra các quy luật và cơng thức thực nghiệm.

• Phương pháp giải tích: Ứng dụng các định luật vật lýkết hợp với các biến đổi tốn học để tìm ra công thứcthể hiện quy luật của các hiện tượng, các quá trìnhnhiệt động.

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

1.1.2. Hệ thống nhiệt động học

Hệ thống nhiệt động học thực hiện việc chuyển tải nhiệt từvùng này đến vùng khác hoặc biến đổi nhiệt thành công.

Hệ thống nhiệt động học: Là tậphợp các vật thể có liên quan vớinhau về nhiệt năng và cơ năng.

Môi trường xung quanh: Là tậphợp các vật thể không nằm tronghệ thống nhiệt động học.

Biên giới: Là bề mặt ngăn cáchgiữa hệ thống nhiệt động học và

<small>HệthốngMôi trường</small>

<small>xung quanhBiên giới</small>

<small>Năng lượngVật chất</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

* Phân loại hệ thống nhiệt động học:

Hệ cô lập là hệ thống nhiệt động (thường gọi tắt là hệ) khôngtrao đổi vật chất, nhiệt lượng và công với môi trường xungquanh.

Hệ khơng cơ lập là hệ có khả năng trao đổi vật chất, nhiệtlượng và công với môi trường xung quanh.

Hệ kín là hệ khơng trao đổi vật chất với mơi trường xungquanh.

Hệ hở là hệ có trao đổi vật chất với môi trường xung quanh.Hệ đoạn nhiệt là hệ không trao đổi nhiệt lượng với môi trườngxung quanh.

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

1.1.3. Chất mơi giới

Chất mơi giới (cịn gọi là môi chất hay chất công tác) là chấttrung gian dùng để thực hiện việc truyền tải nhiệt và chuyểnhoá nhiệt năng thành cơ năng hoặc ngược lại trong các thiết bịnhiệt.

Trong thực tế, môi chất thường ở thể lỏng, thể hơi hoặc thể khívì chúng dễ dàng nén, ép và có khả năng thay đổi thể tích lớn,thuận lợi cho việc trao đổi công.

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

1.1.4. Các thông số trạng thái của một hệ nhiệt độngTrạng thái của vật chất trong một hệ nhiệt động là tâp hợpcác đại lượng đặc trưng cho tính chất cơ, lý của vật chất.

Trong nhiệt động kỹ thuật, thường dùng các thông số trạngthái sau đây:

Nhiệt độ tuyệt đối: T [K].

Áp suất tuyệt đối: p [Pa] hoặc [N/m<small>2</small>].Thể tích riêng: v [m<small>3</small>/kg].

Nội năng riêng: u [J/kg].

Enthalpy riêng: h hoặc i [J/kg].Entropy riêng: s [J/kg.độ].

<small>• T, p, v có thể đo trực tiếp trên vật nên được gọi là thơng số trạng thái.</small>

<small>• u, i, s không thể đo trược tiếp trên vật mà phải tính tốn thơng qua các thơng số trạng</small>

<small>8</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

* Nhiệt độ tuyệt đối:

Nhiệt độ là một thông số trạng thái đặc trưng cho mức độ nónglạnh của vật chất, biểu thị giá trị động năng trung bình của cácphân tử vật chất.



</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

Trong hệ thống SI thường dùng hai thang đo nhiệt độ:

Thang nhiệt độ bách phân: Nhiệt độ ký hiệu bằng chữ t, đơn vịđo là độ Celcius [<small>0</small>C].

Thang nhiệt độ tuyệt đối: Nhiệt độ ký hiệu bằng chữ T, đơn vịđo là độ Kelvin [K].

T [K] = t [<small>0</small>C] + 273,15

Ngồi ra, một số nước như Anh, Mỹ cịn dùng thang nhiệt độFahrenheit, đơn vị đo là <small>0</small>F và thang nhiệt độ Renkine, đơn vịđo là <small>0</small>R.

<small>t [0C] = T [K] - 273,15 = 5/9(t [0F] - 32) = 5/9(t [0R]) - 273,15</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

Bảng quy đổi các thang nhiệt độ thông dụng

<small>t</small>_F<small>t</small>_F <small>= 1,8t + 32</small>

<small>t</small>_F <small>= 1,8(T 273,15) + 32</small>

<small>-T = t + 273,15</small>

<small>1</small>^ <small>32 tF</small>

<small>tt = T - 273,15</small>

<small>Thang nhiệt độ Fahrenheit [0F]</small>

<small>Thang nhiệt độ Fahrenheit [0F]`Thang nhiệt độ </small>

<small>Celcius [0C]Thang nhiệt độ </small>

<small>Kelvin [K]</small>

<small>Thang nhiệt độ Kelvin [K]</small>

<small>Thang nhiệt độ</small>

<small>* Mỗi K trong thang đo (độ chia/nhiệt giai) Kelvin (1K) bằng một độtrong thang đo Celsius (10C)</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

* Áp suất tuyệt đối:

Áp suất là lực tác dụng của môi chất theo phương vng góclên một đơn vị diện tích của bề mặt tiếp xúc.

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

Đơn vị tiêu chuẩn đo áp suất là Pascal, ký hiệu là Pa

Hiện nay trong các thiết bị kỹ thuật người ta còn dùng đơn vịđo khác như:

• Atmơtphe kỹ thuật [at] hay [kG/cm<small>2</small>] (1at = 1kG/cm<small>2</small>);• Bar [bar];

• Milimet cột nước [mmH₂O];• Milimet thuỷ ngân [mmHg]Quan hệ giữa chúng như sau:

<small>N</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

Bảng quy đổi các thang áp suất thông dụng:

<small>At [kgf/cm2], </small>

<small>kG/cm2]</small> ^0,981.10⁵ ¹ ¹⁰⁴ ^735,559<small>mmH</small>₂<small>O9,8110-41735,559.10-4</small>

1 psi = 0,069 bar

<small>Khi đo áp suất bằng chiều cao cột thuỷ ngân với độ chính xác cao cầnphải quy về điều kiện nhiệt độ 00C vì có sự thay đổi thể tích thuỷ ngântheo nhiệt độ. Công thức quy đổi như sau:</small>

<small>h(00C) = h(t).(1-0,000172.t)</small>

<small>Với h(00C): chiều cao cột thuỷ ngân ở 00C.</small>

<small>h(t): chiều cao cột thuỷ ngân ở t(0C).</small> ¹⁴

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

<small>Áp suất của khơng khí ngồi trời (ở trên mặt đất) gọi là áp suất khíquyển, ký hiệu là p</small>_k <small>hoặc B, đo bằng barometer.</small>

<small>• Nếu áp suất p < p</small>_k <small>thì hiệu giữa chúng được gọi là áp suất chân không,ký hiệu là p</small>_ck<small>, đo bằng chân không kế vacuumeter.</small>

<small>p</small>_ck <small>= p</small>_k <small>- p</small>

<small>Một chất khí chứa trong bình kín có áp suất tuyệt đối là p.</small>

<small>• Nếu áp suất p > p</small>_k <small>thì hiệu giữa chúng được gọi là áp suất dư, ký hiệulà p</small>_d<small>, đo bằng manometer.</small>

<small>p</small>_d <small>= p - p</small>_k

<small>vp</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

v  _[m<small>3</small>/kg]

Khối lượng riêng:

VG

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

* Nội năng:

Nội năng của một vật là toàn bộ năng lượng bên trong vật đó,gồm nội nhiệt năng, hố năng và năng lượng ngun tử.

Trong nhiệt động học, nội năng là nội nhiệt năng.

Nội năng bao gồm hai thành phần: Nội động năng và nội thếnăng, đơn vị đo nội năng là Joule [J].

Nội năng phụ thuộc vào nhiệt độ T và thể tích v: U = f(T, v)

Đối với khí lý tưởng: U = f(T) (vì lực tương tác giữa các phântử bằng khơng)

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

Trong mọi q trình, nội năng được xác định bằng:

Ở một số quốc gia dùng các đơn vị đo khác như: KCal; KWh; Btu, …

Quan hệ giữa các đơn vị đó là:

1kJ = 0,239 kCal = 277,78.10<small>-6</small> kWh = 0,948 Btu

<small>Trong các quá trình nhiệt động, ta chỉ cần biết biến thiên nội năng màkhông cần biết giá trị tuyệt đối của nội năng, do đó có thể chọn điểm gốctuỳ ý mà tại đó nội năng bằng không.</small>

<small>Theo qui ước, đối với nước ta chọn u = 0 tại điểm có nhiệt độ t = 0,010Cvà áp suất p = 0,0062 at (điểm 3 thể của nước).</small>

c_v : nhiệt dung riêng đẳng tích.

du = c_vdT hoặc



u = c_v(T₂ - T₁)

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

* Enthalpy:

Enthalpy là năng lượng toàn phần của vật chất, bằng tổng nộinăng U và ngoại năng W của vật, được ký hiệu là E, đơn vị đoenthalpy là Joule [J]:

E = (U_đ + U_t) + (W_đ + W_t) [J].W_đ thay đổi không đáng kể.

W_t = pV

Đối với Gkg, enthalpy thường được ký hiệu là I (hoặc H); đốivới 1kg, enthalpy được ký hiệu là i hoặc h (nhiệt lượng riêng),và được định nghĩa bằng biểu thức:

I = G.i = G.(u + pv) = U + pV; [J]i = u + pv; [J/kg]

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

Entropy là một đại lượng đo nhiệt năng phát tán, hấp thụ khimột hệ vật lý chuyển trạng thái tại một nhiệt độ xác định T,

được ký hiệu là s, đơn vị đo entropy là [J/kg.độ] và có vi phântồn phần bằng:

Chọn điểm gốc tính tốn: Thơng thường hay chọn gốc củaentropy cùng gốc của nội năng U và enthalpy I ở 0[<small>0</small>C] <small>20</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

* Tính chất của thơng số trạng thái

- Thơng số trạng thái có vi phân tồn phần.

- Thơng số trạng thái là hàm đơn trị của trạng thái, lượng biếnthiên thông số trạng thái chỉ phụ thuộc vào điểm đầu và điểmcuối của q trình mà khơng phụ thuộc vào đường đi của qtrình.

Nhiệt lượng và cơng trao đổi trong một quá trình phụ thuộcvào đường đi của q trình nên khơng phải là thơng sốtrạng thái, chúng là hàm của quá trình.

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

CHUYỂN ĐỔI MỘT SỐ ĐƠN VỊ ĐO THÔNG DỤNG

<small>1 [lb] (Pound)=0,454 [kg]1 [oz] (Ounce)=0,028 [kg]1 [gal] (Gallon)=3,785 [lit]1 [Inch]=0,0254 [m]1 [Cal]=4,184 [J]1 [HP] (Horse Power)=745,7 [W]</small>

<small>1 [kWh]=3412,773 [Btu] (British Thermal Unit)</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

1.2.1. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng(Clapeyron)

1.2. Phương trình trạng thái của chất khí

Khí lý tưởng là khí mà thể tích bản thân phân tử củachúng vô cùng bé và lực tương tác giữa các phân tửbằng không.

1.2.1.1. Định nghĩa

Trong kỹ thuật ở điều kiện nhiệt độ, áp suất bình thường có thểcoi các chất như hydrogen, oxygen, nitrogen, hơi nước, khơngkhí, … là khí lý tưởng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

<small>G: khối lượng chất khí, [kg].</small>

<small>R: hằng số chất khí (cho 1 kg), [J/kg.độ].T: nhiệt độ chất khí, [K].</small>

<small>M: số kmol của hệ, [kmol].</small>

<small>R</small>_<small>: hằng số phổ biến chất khí (cho 1 kmol), [J/kmol.độ].</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">



: khối lượng 1 kmol, [kg/kmol].

Đối với khơng khí:



= 29 [kg/kmol].

Theo Avogadro, ở điều kiện tiêu chuẩn p=760[mmHg],t=0[<small>0</small>C]=273,15[K] thì 1kmol khí bất kỳ đều có:

• Thể tích 1 kmol chất khí: V_ = 22,4 [m<small>3</small>/kmol].• Hằng số Avogadro: N_ = 6,0228.10<small>23</small> phân tử.Ta có:

R_ = N_.k = const = 8314 [J/kmol.độ] = 2 [kcal/kmol.độ].Với k: số mũ đoạn nhiệt.

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

V

_

: thể tích 1 kmol chất khí, [m

<small>3</small>

/kmol].Phương trình trạng thái cho 1 kg chất khí:

p.v = R.T

Phương trình trạng thái cho 1 kmol chất khí:p.V

_

= R

_

.T = 8314.T

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

1.2.2. Phương trình trạng thái của khí thực:1.2.2.1. Định nghĩa:

Khí thực là khí mà thể tích bản thân các phân tửkhác không (>0) và tồn tại lực tương tác giữa các phântử. Nếu khí thực có áp suất rất thấp và nhiệt độ cao thìcó thể coi là khí lý tưởng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

1.2.2.2. Phương trình trạng thái:

Phương trình trạng thái khí thực Van der Waals cho 1kg chấtkhí được viết như sau:

<small>Phương trình trạng thái khí thực chuyển dần về phương trình trạng thái </small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

1.2.3. Phương trình trạng thái của khí thực gầnvùng 2 pha:

Phương trình trạng thái của khí thực gần vùng 2 pha cịn gọilà phương trình trạng thái hơi (phương trình Vukanovic -Novikov).

(  ₂ v  b  R T  cT <small>m</small>^¹^,⁵

Đối với hơi nước thì phương trình Vukanovic - Novikov làchính xác nhất.

Với a, b: là các hệ số điều chỉnh Van der Waals.

c, m: là các hệ số bổ sung, xác định bằng thực nghiệmcho từng loại khí.

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

Chương 2.

Định luật nhiệt động học I

Các nội dung trọng tâm của Chương 2

1. Hiểu được các khái niệm, định nghĩa về Nhiệtdung, nhiệt dung riêng, nhiệt lượng, công; định luật Inhiệt động học.

2. Công thức tính nhiệt dung riêng, tính nhiệt lượng,tính cơng; định luật I nhiệt động học.

3. Vận dụng định luật I nhiệt động học để tính cơngthay đổi thể tích, cơng kỹ thuật, nội năng vàenthalpy.

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

2.1. Nhiệt dung và nhiệt dung riêng2.1.1. Nhiệt dung

Định nghĩa: Nếu cung cấp cho vật một nhiệt lượngnguyên tố dQ thì nhiệt độ của vật thay đổi 1 lượng vôcùng bé dt, tỷ số:

dtdQ

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

2.1.2. Nhiệt dung riêng

Nhiệt dung riêng của một chất là nhiệt lượng cần thiết để nângnhiệt độ của một đơn vị đo lường chất đó lên thêm 1 độ trongmột q trình nào đó. Nói cách khác là nhiệt dung riêng tínhcho một đơn vị đo lường. Ký hiệu c

Nếu một chất có khối lượng là 1[kg] cần một lượng nhiệt là dqđể làm cho nó thay đổi nhiệt độ dt thì:

Nhiệt dung riêng của một chất phụ thuộc vào bản chất, ápsuất và nhiệt độ của nó.

qc ^t_t



</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

Phân loại nhiệt dung riêng* Phân loại theo đơn vị đo:

- Nhiệt dung riêng khối lượng là tỷ số giữa nhiệt dung của vậtvới khối lượng của nó. Ký hiệu c [J/(kg.độ)]:

- Nhiệt dung riêng thể tích là tỷ số giữa nhiệt dung của vật với

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

* Phân loại theo quá trình:

- Nhiệt dung riêng đẳng áp khi quá trình trao đổi nhiệt là đẳngáp (p=const):

- Nhiệt dung riêng đẳng tích khi q trình trao đổi nhiệt làđẳng tích (v=const):

- Nhiệt dung riêng đa biến khi quá trình trao đổi nhiệt là đabiến:

c

_p

, c’

_p

, c

__p

c

_v

, c’

_v

, c

__v

c

_n

, c’

_n

, c

__n

</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36">

Quan hệ giữa các loại nhiệt dung riêng

Với 22,4 [m<small>3</small>] là thể tích 1 kmol ở điều kiện tiêu chuẩn.

</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">

2.1.3. Nhiệt dung riêng của khí lý tưởng

c 1kg

Theo thuyết động học phân tử, ta có nhiệt dung riêng của khílý tưởng chỉ phụ thuộc vào số nguyên tử có trong phân tử khílý tưởng theo mối quan hệ như sau:

R = 8314/



[J/kmol.độ]



c_p



c_vc_p - c_v=R : công thức Mayer.

Giải phương trình trên ta có:

: số mũ đoạn nhiệt.

<small>p</small> 

<small>36</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 38</span><div class="page_container" data-page="38">

c 1kmol

Tương tự:

</div><span class="text_page_counter">Trang 39</span><div class="page_container" data-page="39">

<small>tử cótrongphân tử</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 40</span><div class="page_container" data-page="40">

2.1.4. Nhiệt dung riêng của khí thực

Nhiệt dung riêng của khí thực là hàm số của các thơng số trạngthái và các quá trình. Nhiệt dung riêng phụ thuộc lớn nhất vàonhiệt độ và phụ thuộc vào p, v khơng đáng kể, có thể bỏ qua.

Phân loại nhiệt dung riêng thực

Nhiệt dung riêng thực: là nhiệt dung riêng tại nhiệt độ đang tính tốn:

c

</div><span class="text_page_counter">Trang 41</span><div class="page_container" data-page="41">

Nhiệt dung riêng trung bình: Nếu trong 1 quá trình mơi chấtthay đổi thơng số từ thơng số 1 đến thơng số 2 và nhận mộtnhiệt lượng là q thì tỷ số

[J/kg.độ]

<small>12</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 42</span><div class="page_container" data-page="42">

Cơng thức thực nghiệm tính nhiệt dung riêng thực

Công thức đơn giản:

a₀, a₁, …, a_n: các hệ số thực nghiệm.

n: số chọn theo yêu cầu độ chính xác, n càng lớn thì trị sốc(t) càng chính xác, nhưng tính tốn càng phức tạp.



<small></small> ⁿ

<small>(</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 43</span><div class="page_container" data-page="43">

2.2. Nhiệt lượng

2.2.1. Khái niệm

Khi 2 vật có nhiệt độ khác nhau tiếp xúc trực tiếp với nhau thìnội năng của vật có nhiệt độ cao hơn sẽ tự phát truyền sang vậtcó nhiệt độ thấp hơn. Nhiệt lượng là số lượng nội năng đượctruyền đi. Ký hiệu Q, đơn vị tính Joule [J].

GQq 

Như vậy nhiệt lượng là 1 dạng năng lượng chỉ xuất hiện trongquá trình biến đổi năng lượng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 44</span><div class="page_container" data-page="44">

2.2.2. Cách tính nhiệt lượnga. Tính theo nhiệt dung riêng

- Tính nhiệt lượng theo nhiệt dung riêng thực:

Với n=0, ta có:

q=a

₀

(t

₂

-t

₁

).

n=2, ta có:

n=1, ta có:

</div><span class="text_page_counter">Trang 45</span><div class="page_container" data-page="45">

- Tính nhiệt lượng theo nhiệt dung riêng trung bình: Giá trịcác loại nhiệt dung riêng trung bình thường cho sẵn trong cácsổ tay kỹ thuật trong khoảng nhiệt độ từ 0<small>0</small>C đến t<small>0</small>C.

Công thức tính nhiệt lượng theo nhiệt dung riêng trung bình:

).(t

₂

t

₁

c

Cơng thức tính nhiệt lượng theo nhiệt dung riêng đẳng tích:

</div><span class="text_page_counter">Trang 46</span><div class="page_container" data-page="46">

b. Tính theo sự thay đổi entropy

Nếu quá trình đẳng nhiệt T=const



q=T(s₂-s₁)

qT

</div><span class="text_page_counter">Trang 47</span><div class="page_container" data-page="47">

2.2.3. Biểu diễn nhiệt lượng trên đồ thị T-s

Đồ thị T-s được sử dụng rộngrãi khi nghiên cứu các chutrình nhiệt động học của cácthiết bị nhiệt (hình 2.1).

<small>Hình 2.1: Biểu quá trình trên đồ thị T-s</small>

<small>T</small>₂

</div><span class="text_page_counter">Trang 48</span><div class="page_container" data-page="48">

2.2.4. Nhiệt lượng là hàm số của quá trình

<small>Hình 2.2: Nhiệt lượng phụ thuộc vào quá trình</small>

thuộc vào quá trình được minhhoạ bằng đồ thị như hình 2.2.

q_1a2=dt(s₁1a2s₂)>q_1b2=dt(s₁1b2s₂)>q_1c2=dt(s₁1c2s₂)

</div><span class="text_page_counter">Trang 49</span><div class="page_container" data-page="49">

2.3. Công

2.3.1. Khái niệm về công

Công là dạng chuyển hố năng lượng. Về bản chất cơng giốngnhư nhiệt lượng. Tuy nhiên cơng khác nhiệt lượng là cơngphải có sự thay đổi trạng thái của hệ, nhất là thể tích.

Cơng của hệ nhiệt nhiệt động ký hiệu L, đơn vị tính Joule [J].

</div><span class="text_page_counter">Trang 50</span><div class="page_container" data-page="50">

Trong kỹ thuật nhiệt thường sử dụng phổ biến 2 loại công sauđây:

2.3.2. Phân loại và cách tính cơng

- Cơng kỹ thuật:

- Cơng thay đổi thể tích (cơng dãn nở) là cơng sinh ra do thayđổi thể tích:



</div><span class="text_page_counter">Trang 51</span><div class="page_container" data-page="51">

2.3.3. Biểu diễn cơng trên đồ thị p-v

<small>Hình 2.3: Biểu diễn cơng trên đồ thị p-vp</small>₂

dtpdv

</div><span class="text_page_counter">Trang 52</span><div class="page_container" data-page="52">

<small>Hình 2.4: Cơng phụ thuộc vào q trìnha</small>

2.3.4. Cơng là hàm số của quá trình

l_1a2=dt(v₁1a2v₂)>l_1b2=dt(v₁1b2v₂)>l_1c2=dt(v₁1c2v₂).l dt(p 1a2p )>l dt(p 1b2p )>l dt(p 1c2p ).

</div><span class="text_page_counter">Trang 53</span><div class="page_container" data-page="53">

2.4. Định luật nhiệt động học I

Định luật nhiệt động học I là định luật bảo tồn và biến hốnăng lựợng viết cho các q trình nhiệt động.

2.4.1. Phát biểu định luật nhiệt động học I

Nhiệt lượng cấp vào cho hệ một phần dùng để thay đổi nộinăng, một phần dùng để sinh công:

Q =



U + L

Ý nghĩa: Định luật nhiệt động học I cho phép ta viếtphương trình cân bằng năng lượng cho một q trình nhiệtđộng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 54</span><div class="page_container" data-page="54">

2.4.2. Cơng thức của định luật nhiệt động học I

Trong trường hợp tổng quát, khi cung cấp cho hệ một nhiệtlượng Q thì hệ sẽ thực hiện một cơng L và phần cịn lại làmthay đổi nội năng U của vật.

Trong các quá trình nhiệt động thì cơng chủ yếu là cơng dãnnở thể tích.

Tính cho 1kg:

</div><span class="text_page_counter">Trang 55</span><div class="page_container" data-page="55">

dq =du+pdv (*)=du+pdv+vdp-vdp=du+d(pv)-vdp

Cơng thức (*) và (**) là công thức của định luật nhiệt độnghọc I.

</div><span class="text_page_counter">Trang 57</span><div class="page_container" data-page="57">

Chương 3

Các quá trình nhiệt động cơ bảncủa khí lý tưởng

1. Q trình đẳng tích: dv = 02. Quá trình đẳng áp: dp = 0

</div>