ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ NHẤT ppsx

ĐỊNH LUẬT
NHIỆT ĐỘNG
THỨ NHẤT
ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ NHẤT
II.1. Nhiệt và công
II.2. Định luật nhiệt động một
II.4. Quá trình nhiệt động của hơi nước
II.5. Quá trình của không khí ẩm
II.3. Quá trình nhiệt động của KLT
II.1. NHIỆT VÀ CÔNG
II.1.1. Phương pháp xác định nhiệt
II.1.2. Phương pháp xác định công
II.1.1. Phương pháp xác định nhiệt

Hình thái thể hiện công khi có sự chuyển
dịch.

Hình thái thể hiện nhiệt khi có sự chênh
lệch nhiệt độ.
a. Xác định nhiệt theo nhiệt dung riêng
b. Xác định nhiệt theo biến thiên entropi

Khái niệm nhiệt dung riêng
o
dq
C ;(kJ / dvmc K)
dt
=
Nhiệt dung riêng của chất khí là nhiệt lượng
cần thiết cung cấp cho một đơn vị chất khí
để nhiệt độ của nó tăng lên một độ theo một

quá trình nào đó.
a. Xác định nhiệt theo nhiệt dung riêng

Phân loại NDR

Theo đơn vị đo môi chất:

1[kg] - NDR khối lượng, C[kJ/kg.độ]

1[m
3
tc] - NDR thể tích, C’[kJ/m
3
tc .độ]

1[kmol] - NDR kmol, C
µ
[kJ/kmol.độ]

Theo tính chất quá trình:
+ Quá trình có áp suất không đổi

NDR khối lượng đẳng áp, C
p
(kJ/kg.độ)

NDR thể tích đẳng áp, C’
p
(kJ/m
3

tc
.độ)

NDR kmol đẳng áp, C
µp
(kJ/Kmol.độ)
+ Quá trình có thể tích không đổi

NDR khối lượng đẳng tích, C
v
(kJ/kg.độ)

NDR thể tích đẳng tích, C’
v
(kJ/m
3
tc
.độ)

NDR kmol đẳng tích, C
µv
(kJ/Kmol.độ)

Quan hệ giữa các NDR
p
v
' '
v tc v p tc p
C
C

C v .C ;C v .C
µ
µ
= = = =
µ µ
p p
v v
C C
k
C C
µ
µ
= =
k- số mũ đoạn nhiệt
Công thức Mayer: C
p
- C
v
=R

Sự phụ thuộc của NDR vào nhiệt độ
C = a
o
+ a
1
.t
C = a
o
+ a
1

.t + a
2
.t
2

C = a
o
+ a
1
.t + a
2
.t
2
+a
3
t
3
+…+ a
n
t
n
a
0
, a
1
,…a
n
– các hệ số
Với khí lý tưởng C = const
BẢNG NHIỆT DUNG RIÊNG CỦA KHÍ LÝ TƯỞNG

Loại khí K=C
p
/C
v
C
µv

[kJ/kmol.K]
C
µp

[kJ/kmol.K]
Khí 1 nguyên tử
Khí 2 nguyên tử

Khí 3 hoặc
nhiều nguyên tử
1,67
1,40
1, 30
12,6
20,9
29, 3
20,9
29,3
37,7

Xác định nhiệt lượng
dq = C.dt
2

12
1
q C.dt=
∫
o
dq
C ;(kJ / dvmc K)
dt
=

Nếu C = const thì q
12
= C.(t
2
-t
1
)

Nếu c = a
0
+ a
1
t
( ) ( ) ( )
2
1
2
t
1 2
12 0 1 0 1 2 1 2 1

t
1
t t
q a a t .dt a a t t . t t
tb
2
C
+
 
= + = + − = −
 
 
∫
q
12
= q
02
- q
01
2 1
t t
12 tb 2 tb 1
0 0
q = C .t -C .t
Trong tài liệu:
t
1
0
0
a

C = a + a'.t;a' =
2
b. Xác định nhiệt theo biến thiên entropi
dq = T.ds
dq
ds
T
=
2
12
1
q T.ds=
∫
ds
s
T
1
2
s
1
s
2
T
1
T
2
T
Nếu T=const thì q
12
=T(s

2
-s
1
)
Nếu T=f(s) thì
2
12
1
q f (s).ds=
∫
Theo tính chất toán học:
2
1
s
1 2
s
dientich(s 12s ) T.ds=
∫
Vì vậy đồ thị T-s gọi là đồ thị nhiệt.
Quy ước:
+ Nếu q > 0 môi chất nhận nhiệt
+ Nếu q < 0 môi chất thải nhiệt.
II.1.2. Phương pháp xác định công
dl
lđ
= d(pv)
Với quá trình kín ( trạng thái 1 trùng với
trạng thái 2) công lưu động bằng không.
a. Công lưu động: l
lđ

(J/kg); L
lđ
=G.l
lđ
(J)
Công lưu động là công do bản thân môi
chất sản sinh ra để mang nó đi:
b. Công thay đổi thể tích:l
gn
(J/kg);L
gn
(J)
đl
gn
=p.F.dx=p.dv
2
1
v
gn
v
l = p.dv
∫
Diện tích (v
1
12v
2
) = l
gn
dv
dv

p
c. Công kỹ thuật: l
kt
(J/kg); L
kt
=G.l
kt
(J)
đl
kt
= đl
gn
- dl
lđ
= p.dv - d(pv)
= pdv - pdv – vdp = -vdp
2
1
p
kt
p
l v.dp= −
∫
Công kỹ thuật là công môi chất sinh ra mà
ta có thể sử dụng được.
p
2
p
1
dp

v
Diện tích (p
1
12p
2
)=l
kt
Quy ước: Nếu l
gn
>0 - môi chất sinh công
l
gn
<0 - môi chất nhận công
II.2.1. Ý nghĩa
-
Mối tương quan giữa nhiệt năng và các
dạng năng lượng khác.
-
Tính bảo toàn của năng lượng.
II.2.2. Nội dung
Cấp cho môi chất một lượng nhiệt đq, làm
cho nội năng biến thiên một lượng du, khi
đó môi chất sẽ giãn nở sinh công đl
gn
.
II.2. ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG 1
đq = du + đl
gn
= du + pdv
đq = du + p.dv

đq = di - vdp = di + đl
kt
= du + p.dv + v.dp - v.dp
= d(u + pv) - v.dp
đq = du + đl
gn
= du + pdv
đq = di + đl
kt
= di - vdp
Với khí lý tưởng:
đq = C
v
.dT + p.dv
đq = C
p
.dT - v.dp
Với một quá trình cụ thể:
q=∆u+l
gn
q=∆i+l
kt
II.3. QT NHIỆT ĐỘNG CỦA KHÍ LT
II.3.1. Khái niệm quá trình nhiệt động
II.3.2. Quá trình đa biến
II.3.3.Quá trình đẳng áp
II.3.4. Quá trình đẳng tích
II.3.5. Quá trình đẳng nhiệt
II.3.6. Quá trình đoạn nhiệt
II.3.1. Khái niệm quá trình nhiệt động

Quá trình nhiệt động là quá trình biến đổi
liên tục của các thông số trạng thái từ trạng
thái cân bằng này sang một trạng thái cân
bằng khác.

Một số giả thiết:
- Các quá trình đều là thuận nghịch và trạng
thái là trạng thái cân bằng
- Môi chất phải là KLT và xét cho 1 (kg)
- Bước 1: Khái niệm quá trình
- Bước 2: Quan hệ giữa các thông số
- Bước 3: Biểu diễn trên đồ thị p-v và T-s
- Bước 4: Xác định q, l
gn
, l
kt
, ∆u, ∆i, ∆s

Các bước nghiên cứu một quá trình: