BÀI GIẢNG KỸ THUẬT NHIỆT

Kĩ thuật nhiệt
Phần I: Nhiệt động kĩ thuật
Nghiên cứu các qui luật chuyển hoá năng lợng có liên quan đến nhiệt
Phần II: Truyền nhiệt
Nghiên cứu các qui luật về truyền nhiệt năng trong một vật hoặc giữa
các vật có nhịêt độ khác nhau

1


Phần I: Nhiệt động kĩ thuật
Chơng I: những khái niệm cơ bản
Bài 1: Nguyên lí làm việc của thiết bị nhiệt
1. Phân loại thiết bị nhiệt:
Thiết bị nhiệt: Bao gồm: + Động cơ nhiệt
+ Máy lạnh và bơm nhiệt
1.1. Động cơ nhiệt : Là những thiết bị biến nhiệt năng thành cơ năng hoặc thành điện năng.
Động cơ nhiệt : Chia làm 2 loại : + Động cơ hơi nớc
+ Động cơ đốt trong
a. Động cơ hơi nớc: Chuyển nhiệt năng của hơi nớc khi đốt cháy nhiên liệu trong thiết bị
nồi hơi sang cơ năng.
b. Động cơ đốt trong: Việc đốt cháy nhiên liệu, sự toả nhiệt và quá trình chuyển từ nhiệt
năng của môi chất (do đốt cháy nhiên liệu) sang cơ năng đợc thực
hiện trong xi lanh động cơ.
* Động cơ đốt trong gồm: Động cơ đốt trong dạng piston, tua bin khí, động cơ phản lực
dùng nhiên liệu và chất ô xi hoá lỏng, tua bin phản lực.

1.2. Máy lạnh và bơm nhiệt: Là thiết bị vận chuyển nhiệt năng này tới nơi khác (từ nơi có
nhiệt độ thấp tới nơi có nhiệt độ cao) để thực hiện mục đích
làm mát (máy lạnh) hoặc sấy nóng (bơm nhiệt).
2. Nguyên lý hoạt động:

2.1. Động cơ nhiệt:
Môi chất nhận nhiệt Q1 từ nguồn nóng (quá trình cháy
nhiên liệu, phản ứng hoá học,...) giãn nở để biến 1 phần
nhiệt này thành công LO. Sau đó môi chất nhả phần nhiệt
còn lại cho nguồn lạnh (xả ra khí quyển, truyền cho nớc
làm mát, làm nóng chi tiết,...).
Lo = Q1 Q2
2


- Hiệu suất nhiệt:

t =

Q1 Q2 Lo
=
Q1
Q1

2.2. Máy lạnh và bơm nhiệt:
Máy lạnh và bơm nhiệt có chức năng khác nhau nhng
cùng chung 1 nguyên lý :
- Máy tiêu hao năng lợng LO (hỗ trợ năng lợng từ bên
ngoài) để môi chất nhận nhiệt lợng Q2 từ nguồn lạnh
(nhiệt của vật cần làm lạnh) rồi đem nhiệt đó cùng với
năng lợng LO truyền cho nguồn nóng (khí quyển, nớc
làm mát, ).
Q1 = Lo + Q2
+ Đối với máy lạnh : Nhiệt lợng có ích là là phần nhiệt lợng Q2 lấy đợc từ vật cần làm lạnh.
Q Lo

Q
Q
Hệ số làm lạnh : = 2 = 1
= 1 1
Lo
Lo
Lo
+ Đối với bơm nhiệt : Nhiệt lợng có ích là phần nhiệt lợng Q1 do môi chất truyền cho
nguồn nóng.
Q
Q + Lo
Q
Hệ số bơm nhiệt : = 1 = 2
= 1+ 2 = 1+
Lo
Lo
Lo
3. Đơn vị đo công, nhiệt:
3.1. Đơn vị đo:
J (1MJ= 103 kJ=106 J)
Ngoài ra còn có các đơn vị nh : BTU (British Thermal Unit), cal (hoặc kcal)
1J= 0,24 cal, 1BTU= 252 cal (1 BTU/h= 0,3 W)
3.2. Qui ớc về dấu của công và nhiệt:
- Nhiệt mà vật nhận vào:
Q>0
- Nhiệt mà vật toả ra:
Q<0
- Công mà vật sinh ra:
L>0
- Công mà vật nhận đợc:

L<0
4. Một số khái niệm:
4.1. Hệ thống nhiệt: Là 1 đối tợng hoặc tập hợp những đối tợng đợc tách ra để nghiên cứu
các quá trình về nhiệt (còn đợc gọi là hệ nhiệt động).
- Ranh giới giữa hệ thống nhiệt và môi trờng: Có thể là một bề mặt thật hoặc là bề mặt tởng tợng.
- Tuỳ theo điều kiện tách hệ thống mà ta có thể chia ra:
+ Hệ thống kín; hở
+ Hệ cô lập
+ Hệ đoạn nhiệt
4.2. Nguồn nhiệt: Là những vật có trao đổi nhiệt với môi chất.
+ Nguồn nóng: Là nguồn nhiệt có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ môi chất.
+ Nguồn lạnh: Là nguồn nhiệt có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ môi chất.
4.3. Môi chất: Là những chất mà thiết bị nhiệt dùng để truyền tải và chuyển hoá nhiệt
năng với các dạng năng lợng khác.
VD: + Nớc, không khí, dầu trong hệ thống làm mát ô tô, xe máy,...
+ Môi chất lạnh nh khí R12 (CFC), khí R134a (HFC, CH2-CF3), NH3 trong hệ
thống lạnh, điều hoà.

3


Bài 2 : Sự thay đổi trạng thái và chuyển pha của môi chất
1. áp suất, nhiệt độ và sự thay đổi trạng thái của môi chất:
- Vật chất tồn tại ở ba trạng thái khác nhau: rắn, lỏng, khí. Để thay đổi trạng thái của vật cần
cấp thêm nhiệt hoặc lấy nhiệt đi.
30o C 0o C 0o C 100o C 100o C 500o C
(Rắn)

(Rắn)

(Lỏng) (Lỏng)

Nhiệt ẩn
nóng chảy

(Hơi)

(Hơi)

Nhiệt ẩn
hoá hơi

(Nhiệt ẩn: Là lợng nhiệt cần cấp cho vật để vật thay đổi trạng thái nhng không thay đổi nhiệt
độ).
- Quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ: Nếu áp suất giảm thì nhiệt độ sôi (hoặc nhiệt độ ngng
tụ) cũng giảm và ngợc lại.
VD: Đối với nớc tinh khiết:
+ ở áp suất khí quyển (p = 1at) thì ts = 100OC
+ ở áp suất p = 0,01at thì ts = 6,92OC, ở áp suất p = 200 at thì ts = 365,7OC
- Đối với đơn chất: Dùng đồ thị 3 pha để biểu thị sự thay đổi trạng thái phụ thuộc vào áp
suất p, nhiệt độ t.
O: Điểm giao của 3 pha.
OB: Chuyển từ R sang H : sự thăng hoa (sự ngng
kết).
OA: Chuyển từ R sang L : sự nóng chảy (sự đông
đặc).
OK: Chuyển từ L sang H : sự hoá hơi ( sự ngng tụ).
2. Sự chuyển pha của môi chất:
2.1. Nóng chảy và đông đặc:
Là quá trình môi chất chuyển từ pha rắn sang pha

lỏng và ngợc lại.
Q
R
L : Sự nóng chảy
R ơ
L : Sự đông đặc
Q

2.2. Hoá hơi và ngng tụ:
Là quá trình môi chất chuyển từ pha lỏng sang pha hơi và ngợc lại.
Q
L
H : Sự hoá hơi

L ơ
H : Sự ngng tụ
Q
2.3. Thăng hoa và ngng kết:
Là quá trình môi chất chuyển từ pha rắn sang pha hơi và ngợc lại.
Q
R
H : Sự thăng hoa

R ơ
H : Sự ngng kết
Q

4

Bài 3: Thông số trạng thái của môi chất
Thông số trạng thái: Là những đại lợng vật lí có giá trị xác định ở 1 trạng thái nhất định
nào đó.
Thông số trạng thái chỉ phụ thuộc vào trạng thái mà không phụ
thuộc vào quá trình.
1. Nhiệt độ (t):
Là mức đo trạng thái nóng hay lạnh của môi chất.
+ ở góc độ vi mô: Nhiệt độ biểu thị động năng trung bình của các phân tử chuyển động.
m.vtb2
Wtb =
2
O
- Đơn vị đo nhiệt độ:
C (Celcius)
Quan hệ:
O
K (Kelvin)
5
5
O
F (Farenheit) t oC = T o K 273 = (t o F 32) = t o R 273
O
9
9
R (Rankin)
+ Cơ sở thang nhiệt độ: Lấy 2 điểm mốc: Điểm nóng chảy của nớc đá 0OC.
Điểm sôi của nớc tinh khiết 100OC.
Một độ trong các thang chia là nh nhau.
- Nhiệt độ thấp nhất: ứng với trạng thái các phân tử ngừng chuyển động gọi là độ không
tuyệt đối. Tơng ứng với nhiệt độ: 0OK = - 273 OC.

2. áp suất tuyệt đối (p): Là lực tác dụng của các phân tử theo phơng pháp tuyến lên một
đơn vị diện tích thành bình.
F
p=
( N / m2 )
S
- Đơn vị chính: N/ m2 (Pa)
Ngoài ra còn có các loại đơn vị: + bar, psi, kgf/cm2, at.
+ Đo các áp suất nhỏ: mmHg, mm H2O.
- Quan hệ giữa các đơn vị:

1kPa = 9,869.103 at = 0,145 psi = 1,019kgf / cm 2
= 7,5mmHg = 0,01bar

1at = 104 mmH 2O = 0,98bar
- So sánh áp suất p với áp suất khí trời pO: Có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn áp suất khí trời.
+ áp suất d (pd): Là phần áp suất lớn hơn áp suất khí trời.
pd = p - p O
+ áp suất (độ) chân không (pck): Là phần áp suất nhỏ hơn áp suất khí trời.
pck = pO - p
3. Thể tích riêng (v), khối lợng riêng ( ):
- Thể tích riêng: Là thể tích của 1 đơn vị khối lợng.
V
v=
(m3 / kg )
G
- Khối lợng riêng: Là khối lợng của 1 đơn vị thể tích.
1
G
=

(kg / m3 ) => v =

V
4. Nội năng (u):
Là toàn bộ các dạng năng lợng bên trong của vật (bao gồm: nhiệt năng và các dạng
năng lợng khác nh hoá năng, quang năng, năng lợng nguyên tử,).
- Khi xét trong nhiệt động kĩ thuật: Giả thiết không có các dạng năng lợng nào khác ngoài
nhiệt năng hoặc nếu có thì sự biến đổi của các dạng năng lợng khác bằng 0.
Do đó nội năng bằng nội nhiệt năng gồm : + Nội động năng là một hàm f(T).
5


+ Nội thế năng là một hàm f(v) (phụ thuộc vào
lực tơng hỗ giữa các phân tử tức là phụ thuộc vào
khoảng cách giữa các phân tử).

Từ đó ta có nội năng u = f(T,v).
* Với khí lí tởng: Khoảng cách giữa các phân tử r = 0 (không có lực tơng tác giữa các phân
tử) nên u = f(T).
5. Entanpi (i):
- Entanpi đợc định nghĩa: Với 1 kg môi chất
i = u + pv
(J/kg)
Với G kg môi chất:
(J)
I = U + p.V
- Đối với khí lí tởng i = f(T) vì u và pv chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ T.
6. Entropi (s):
- Entropi đợc xác định bằng biểu thức:

ds =

dq
T

(J/kg.OK)

Với q : Lợng nhiệt môi chất trao đổi với môi trờng.
T : Nhiệt độ tuyệt đối của môi chất.

7. Execgi (e):
- Trong tất cả các dạng năng lợng chỉ có duy nhất năng lợng nhiệt là không chuyển hoàn
toàn thành công trong các quá trình thuận nghịch.
Gọi execgi là lợng nhiệt năng biến thành công. Kí hiệu e
q =e+a
Ta có:
Với q: Tổng nhiệt năng của môi chất.
a: (anecgi) là phần nhiệt năng không chuyển hoá thành công.

6


Bài 4: Phơng trình trạng thái của môi chất
1. Phơng trình trạng thái của môi chất:
1.1. Phơng trình trạng thái của khí lý tởng:
- Là phơng trình biểu diễn mối quan hệ giữa các thông số trạng thái với nhau, thông thờng đó là 3 thông số có bản: p, v, T.
- Đối với khí lý tởng, phơng trình trạng thái viết cho:
p.v = RT

+ 1 kg khí lý tởng:

Với p: áp suất tuyệt đối (N/m2)
v: Thể tích riêng (m3/kg)
R: Hằng số chất khí (J/kg. OK)
T: Nhiệt độ tuyệt đối (OK)

Viết cho G kg khí lý tởng :

pvG = GRT pV = GRT
+ Viết cho 1 kmol ( à kg) khí lý tởng:

p.Và = Rà .T
với: Và : Thể tích của 1 kmol môi chất ở đktc (p=760 mmHg, t= 0O C: Và = 22,4 m3)

Rà : Hằng số phổ biến của môi chất ta có Rà = 8314 (J/kmol.OK).
R=

Rà 8314
=
à
à

(J/kg.OK)

1.2. Phơng trình trạng thái của hỗn hợp khí lý tởng:
- Hỗn hợp đồng đều khí lý tởng: Là hỗn hợp cơ học các khí không có phản ứng hoá học.
- Các thông số của hỗn hợp:
* Phân áp suất pi : Là áp suất của khí thành phần đợc tách riêng ra nhng vẫn giữ nhiệt
độ và thể tích bằng nhiệt độ và thể tích của hỗn hợp ( Ti = T , Vi = V ).
áp suất của hỗn hợp:

n

p = p1 + p2 + ... + pn = pi với pi: áp suất của khí thành phần.
i =1

* Phân thể tích Vi : Là thể tích của khí thành phần đợc tách riêng nhng vẫn giữ nhiệt độ
và áp suất bằng nhiệt độ và áp suất của hỗn hợp ( Ti = T , pi = p ).
n

Thể tích của hỗn hợp: V = V1 + V2 + ... + Vn = Vi với Vi: Thể tích của khí thành phần.
i =1

- Phơng trình trạng thái viết cho:
+ Hỗn hợp khí lí tởng:
pV = GRT
+ Từng khí thành phần trong hỗn hợp theo phân áp suất ( pi , Ti = T ,Vi = V ):

pi .V = Gi RiT

(1)

+ Từng khí thành phần tách ra khỏi hỗn hợp theo phân thể tích ( pi = p, Ti = T ,Vi ):
p.Vi = Gi .Ri .T

(2)

Vi pi
=
V

p
1.3. Các thành phần của hỗn hợp khí lý tởng:
- Thành phần hỗn hợp là đặc trng có bản để phân biệt các hỗn hợp với nhau.
Từ (1) và (2) ta có:

pi .V = Vi . p

7


Thành phần đợc xác định theo: Thành phần khối lợng, thành phần thể tích, thành phần
kilomol.
a. Thành phần khối lợng (gi): Là tỉ số giữa khối lợng 1 khí và tổng khối lợng hỗn hợp.
Gi
G
G
gi =
= n i = i
G1 + G2 + ... + Gn
G
Gi
i =1

b. Thành phần thể tích và thành phần kilomol (ri):

ri =

Vi M i
=
V M

Với Vi, Mi: Là thể tích và số kilomol của khí thứ i.
p V
p
- Ta có:
pi .V = p.Vi i = i = ri
ri = i
p V
p
1.4. Xác định các đại lợng tơng đơng của hỗn hợp:
Khi tính toán, ngời ta coi hỗn hợp khí nh 1 khí đơn giản có 1 bộ thông số (đại lợng) tơng
đơng với cả hỗn hợp.
a. Kilomol tơng đơng của hỗn hợp:
G Gi ài .M i
à = ri .ài
à=
=
=
= ri .ài
M
M
M
àCO2 = 44(kg ), àO2 = 32(kg )
G
1
1
=
à=
G
g

g
Hoặc:
à i ài
ài
i
i
i
b. Hằng số chất khí của hỗn hợp:
R
8314
R= à =
( J / kg . 0 K )
à
à
c. Thể tích riêng của hỗn hợp:
1
v=
r
hoặc
v = g i .vi
vi
i
1.5. Phơng trình trạng thái của khí thực:
a
(p + 2 ).(v b) = RT
v
Với a,b: Các hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào từng chất khí.
Do có lực tơng tác giữa các phân tử của khí thực nên :
+ áp suất khí thực lớn hơn áp suất trên thành bình (p) một lợng a/v2
+ Thể tích thực tế nhỏ hơn thể tích bình chứa một lợng là b

Chú ý: Phơng trình trên chỉ đúng cho khí thực ở áp suất nhỏ và thể tích lớn.

à=

G
G
=
=
M Mi

8


Chơng II: Định luật nhiệt động thứ nhất
Và các quá trình cơ bản của môi chất
Bài 1: Nhiệt, công và các phơng pháp xác định
1. Nhiệt dung riêng và cách tính nhiệt:
1.1. Nhiệt dung riêng (C):
Là lợng nhiệt cần truyền cho môi chất để môi chất tăng lên 1 độ (trong 1 quá trình nhiệt
động nào đó nh đẳng áp, đẳng tích hay đoạn nhiệt,...).
dq
C=
dt
- Trong một khoảng nhiệt độ: Nhiệt dung riêng lấy giá trị trung bình.
q
q
t
C tt =
=
Trong đó: q = C.dt

t
t t2 t1
2

1

2

1

1 t
C.dt
t t
* Các loại nhiệt dung riêng:
- Tuỳ theo đơn vị đo lợng môi chất mà chia nhiệt dung riêng thành các loại khác nhau:
+ Nhiệt dung riêng khối lợng: C ( J / kg . o K )
C

t1
t2

=

2

1

+ Nhiệt dung riêng thể tích: C ( J / m3 . o K )
+ Nhiệt dung riêng kilomol: Cà ( J / kmol. o K )
C = C .v =

Cà
, Với v là thể tích riêng của môi chất (m3/kg).
à
à là khối lợng tính bằng kg có trị số bằng khối lợng phân tử
của môi chất đó nh àCO2 = 44(kg ), à H 2O = 18(kg ) .

- Tuỳ theo cách cấp nhiệt (đẳng áp, đẳng tích) cho môi chất, ta có:
+ Nhiệt dung riêng đẳng áp: (p= const)
C p : nhiệt dung riêng khối lợng đẳng áp
C p : nhiệt dung riêng thể tích đẳng áp
Cà p : nhiệt dung riêng kilomol đẳng áp
+ Nhiệt dung riêng đẳng tích: (V= const)
Cv : nhiệt dung riêng khối lợng đẳng tích
Cv : nhiệt dung riêng thể tích đẳng tích
Cv : nhiệt dung riêng kilomol đẳng tích
- Số mũ đoạn nhiệt (k):
C
C C
k = p = p = àp
Cv Cv Cà v
Số mũ đoạn nhiệt k đánh giá hiệu quả của cách cấp nhiệt: Lợng nhiệt cần truyền cho
môi chất để môi chất tăng lên 1 độ trong điều kiện đẳng áp lớn hơn k lần so với trong
điều kiện đẳng tích.
+ Với khí lí tởng: k= f (số nguyên tử tạo thành phân tử)
Số nguyên tử
1
2
3
k

1,67
1,40
1,30
+ Với khí thực: k= f (số nguyên tử tạo thành phân tử, phụ thuộc vào nhiệt độ).
* Công thức Mayer cho khí lí tởng:
9


C p Cv = R =
Ta có kết quả :

Cv =

8314
( J / kg .o K )
à

(mặt khác: k =

Cp
Cv

)

1
k
.R và C p =
.R
k 1
k 1

1.2. Cách tính nhiệt (q):
Có 2 cách tính nhiệt: + Theo nhiệt dung riêng: dq = C.dt
ds =

+ Theo entropi:
a. Tính nhiệt theo nhiệt dung riêng:

dq
dq = T .ds
T
t2

dq
c=
dq = c.dt 1 q 2 = c.dt
dt
t1
(nhiệt lợng cần thiết để đa môi chất từ nhiệt độ t1-> t2: 1q2)
t2

1 q2

= C.dt = Cttb
t1

t1
t2

.(t2 t1 )

Cttb : Nhiệt dung riêng trung bình của môi chất trong khoảng nhiệt độ t1ữ t2
Ngoài ra ta có thể đổi cận:
1 q2

t2

t1

0

0

= C.dt C.dt = Cttb

t2
0 .t2

Cttb t01 .t1

b. Tính nhiệt theo sự thay đổi entropi:
Trong quá trình đẳng nhiệt (t=const) không tính đợc q theo nhiệt dung riêng vì dt=0
nên cần phải tính theo s:
2

s2

1

s1

dq = T .ds 1 q2 = dq = T .ds
Nhận xét:
1. ds, dq luôn cùng dấu (vì T>0).
Giả sử s>0 (entropi tăng) nên 1q2 >0 do đó môi chất nhận nhiệt.
2. 1q2 không phải luôn cùng dấu với dt.
3. 1q2 không phải là hàm trạng thái (vì phụ thuộc vào cả quá trình từ trạng thái 1 đến
trạng thái 2) do đó để đạt đợc trạng thái mong muốn (2) có thể có nhiều cách cấp nhiệt
để đảm bảo lợng nhiệt cấp là nhỏ nhất.
(Chú ý: Khi chỉ xét đến nhiệt động trên thực tế để đảm bảo cấp nhiệt theo một đờng
mong muốn thì cần tiêu tốn công cho các thiết bị để đảm bảo duy trì đợc quan hệ theo
yêu cầu nên sẽ tiêu hao công, có những khó khăn về mặt kỹ thuật, tốn kém kinh tế).
VD: Cấp nhiệt đẳng tích chi phí chế tạo bình (chịu nhiệt, chịu áp suất cao,).
Cấp nhiệt đẳng áp để tăng tO, V cần có thiết bị thay đổi thể tích, làm mát, chịu nhiệt,).
2. Các loại công của môi chất:
2.1. Công giãn nở:
- Định nghĩa: Là công do môi chất thực hiện khi có sự thay đổi về thể tích (khi môi
chất giãn nở hoặc nén).
A = dl = F .dx = p. S{.dx = p.dv
- Biểu thức tính:
dv

+ Với 1 kg môi chất:

dl = p.dv (J/kg)
10


l12 =

+ Công từ trạng thái 1 đến 2:

V2

p.dv (J)

V1

- Qui ớc: l12 > 0 môi chất giãn nở (công dơng).
l12 < 0 môi chất bị nén (công âm).
Nhận xét: Khi thể tích V tăng thì áp suất p có thể tăng, giảm hoặc không đổi (điều
này còn phụ thuộc vào nhiệt độ).
2.2. Công kĩ thuật:
Định nghĩa: Là công của dòng khí chuyển động (hệ hở) thực hiện đợc khi áp suất của
chất khí thay đổi.
+ Đối với 1 kg môi chất lkt (J/kg) :
p2

p1

p1

p2

dlkt = v.dp lkt = v.dp =

v.dp

+ Đối với G kg môi chất Lkt (J):
Lkt = lkt .G

2.3. Công ngoài: (Ngoại công)
Định nghĩa: Là phần công giãn nở để thoả mãn các phụ tải bên ngoài (là công mà hệ
trao đổi với môi trờng).
+ Trong hệ thống kín khi ma sát bằng 0 thì công giãn nở bằng công ngoài.
dln = dl = p.dv
ý nghĩa:

Trong hệ kín chỉ có thể lấy đợc công bằng cách cho môi chất giãn nở (vì
hệ kín không có năng lợng đẩy, không có ngoại động năng).
+ Trong hệ thống hở do môi chất phải thay đổi vị trí cần tốn 1 lợng công gọi là năng lợng đẩy (công lu động). Ngoại công trong trờng hợp này gọi là công kỹ thuật.
dl = dln + dlld
dlld = d ( pv) = p.dv + v.dp
dln = dl ( p.dv + vdp ) = pdv + pdv vdp = vdp
dln = vdp = dlkt
ý nghĩa: Công kĩ thuật (khi tính gần đúng) là công hữu ích đợc lấy từ dòng khí (hệ
hở) thông qua 1 thiết bị kĩ thuật (tua bin,)
2
(Tổng quát: lkt = ln + 2 )
{
ngoại động năng

Bài 2: Định luật nhiệt động thứ nhất
1. Nội dung định luật nhiệt động I:
Giữa nhiệt năng và các dạng năng lợng khác (cơ năng, điện năng,) có thể chuyển hoá
lẫn cho nhau, khi một lợng nhiệt năng xác định bị tiêu hao sẽ đợc một lợng xác định
năng lợng khác tơng ứng, còn tổng năng lợng của môi chất sẽ không thay đổi.
11


2. Biểu thức định luật nhiệt động I: (phơng trình nhiệt động I)

- Khi cấp cho môi chất một năng lợng dq thì nội năng môi chất du sẽ thay đổi (do tO thay
đổi) đồng thời môi chất thực hiện công dl (v thay đổi):
Mặt khác:
dq = du + dl dq = du + pdv
i=u+pv -> di=du+d(pv) =du+pdv+vdp
=> dq = di vdp dq = di + dlkt

- Với khí lí tởng có thể chứng minh đợc :

du = Cv .dT
di = C p .dT

12



dq = Cv .dT + pdv
dq = C p .dT vdp


Bài 3. Các quá trình nhiệt động cơ bản của khí lí tởng
Nghiên cứu : + Xây dựng phơng trình các quá trình, biểu diễn trên đồ thị.
+ Quan hệ giữa các thông số trạng thái có bản : p, v, T.
+ Xác định lợng thay đổi của một số thông số trạng thái: u, i, s, e.
+ Tính công, nhiệt trao đổi trong quá trình.
- Giả thiết: Trong cả quá trình nhiệt dung riêng C= const.
1. Phơng trình của quá trình đa biến, biểu diễn trên đồ thị:
1.1. Xây dựng phơng trình:
dq = Cv .dT + pdv = C.dT (1)
dq = C p .dT vdp = C .dT (2)

(1) (C Cv ).dT = pdv

=>

(2) (C C p ).dT = vdp

n=
n.

C Cp
C Cv

=

vdp
pdv

vdp
dv dp
n. +
=0
pdv
v
p

dv
dp
+

= const n.ln v + ln p = const
v
p

ln( pv n ) = const pv n = const với n là hằng số ( 0, ) gọi là số mũ đa biến.
1.2. Quan hệ giữa các thông số có bản:
Từ pvn = const ->
Mặt khác:

p1v1n = p2v2n

p2
v
= ( 1 )n
p1
v2

p1v1 = RT1
T2 P2 v2
= .

p2v2 = RT2
T1 P1 v1

Từ (1), (2) =>

T2
p
=( 2)
T1

p1

n 1
n

=(

(1)

(2)

v1 n1
)
v2

1.3. Lợng thay đổi các thông số trạng thái:
a. Nội năng u:
Ta có:
u = u2 u1
+ Với khí lí tởng:

du = Cv .dT =>

T2

u = u2 u1 = Cv .dT
T1

b. Entanpi:
Ta có:

i = i2 i1
T2

+ Với khí lí tởng:

di = C p .dT => i = i2 i1 = C p .dT
T1

c. Lợng thay đổi entropi:
Ta có: ds =

dq = Cv .dT + pdv
dq
(1) mặt khác:
dq = C p .dT vdp
T
13

(2)
(3)


Thay (2) vào (1): ds = Cv

dT p.dv
+
T
T

Ta có: pv = RT =>
p R
=
T v

dT
dv
+R
T
v
dT v.dp
Thay (3) vào (1): ds = C p

T
T
dT
dp
R
ds = C p
T
p
ds = Cv

Thay (4) vào (1): ds =
Thay (6) vào (5): ds =
ds =


v R
=

T p
pv
(4)
R
1
1
dT = d ( pv) = ( pdv + vdp ) (6)
R
R

T=

dq
dq R
=R
=
(Cv dT + pdv) (5)
T
pv pv

R
1
{Cv ( pdv + vdp ) + pdv}
pv
R

R Cv
C
1
{( + 1). pdv + v vdp} =

{(Cv + C p Cv ). pdv + Cv .vdp} (vì R = Cp-Cv)
pv R
R
pv

ds = C p .

dv
dp
+ Cv .
v
p
s2

+ Với quá trình hữu hạn: s = ds = s2 s1
s1

s = Cv .ln

T2
v
+ R.ln 2 ;
T1
v1

s = C p .ln

T2
p
R.ln 2 ;

T1
p1

s = C p .ln

v2
p
+ Cv .ln 2
v1
p1

d. Lợng thay đổi execgi:
e = (i io ) To ( s so )
Trong đó: + io , To , so là các thông số ở nhiệt độ tuyệt đối.
+ i, T , s là các thông số ở trạng thái cần xác định.
e = e2 e1 = (i2 i1 ) T .( s2 s1 )
e = i To .s
1.4. Nhiệt lợng và công trong quá trình trao đổi:
a. Nhiệt lợng:
+ Tính theo nhiệt dung riêng : dq=C.dt

->

t2

t2

t1

t1

0

0

1 q2 = C .dt = C .dt C .dt
t2

+ Tính theo entropi:

dq=T.ds ->

1

q2 = T .ds
t1

nếu T=const: 1 q2 = T .( s2 s1 )
+ Tính theo phơng trình nhiệt động I:
14


dq = du + dl q = u + l
dq = di + dlkt q = i + lkt
b. Công trao đổi trong quá trình:
+ Công giãn nở:
Từ phơng trình nhiệt động I: q = u + l
l = q u = C.(T2 T1 ) Cv .(T2 T1 )
l = (C Cv ).(T2 T1 )
Mặt khác: n =

C Cp

C = Cv .

C Cv

l=

Từ (1), (2), (3) ta có:

nk
n 1

(1)

Cv =

(2)

R
k 1

(3)

RT1
T
pv
T
(1 2 ) = 1 1 (1 2 )

n 1
T1
n 1
T1

+ Công kỹ thuật:
n=

Từ mục 1 ta có:

vdp lkt
= lkt = n.l
pdv l

1.5. Xét các trờng hợp riêng:
1. Quá trình đoạn nhiệt:
Là quá trình xảy ra mà không có sự trao đổi nhiệt giữa môi chất với môi trờng bên
ngoài.
C Cp Cp
dq
Ta có q = 0 -> C =
=
=k
=0 n=
C Cv Cv
dt
a. Phơng trình đoạn nhiệt:

pv k = const

b. Quan hệ p, v, T:

T2
p
=( 2)
T1
p1

k 1
k

=(

v2 k 1
)
v1

c. Biến thiên của u, i, s :
Cách tính u , i tơng tự nh quá trình đa biến.
s :
d. Công và nhiệt :

dq
= 0 s1 = s2 = const
T
+ Nhiệt: q= 0

ds =

+ Công :

2. Quá trình đẳng nhiệt: (T=const)
a. Phơng trình :
b. Quan hệ p, v, T:

l=

p1v1
T
(1 2 )
k 1
T1

C = dq/dt= n =

C Cp
C Cv

=

pv=const
p2 v1
=
p1 v2

c. Biến thiên của u, i, s :
u = 0 ; i = 0
dq p
dv
ds =

= dv = R.
T T
v
15

(vì dq=du + pdv=pdv)

1

Cp

C 1
Cv
1
C

(n=1)


v2
p
= R.ln 1
v1
p2
d. Công và nhiệt : + Nhiệt: dq=p.dv (vì du = 0)
hoặc dq = T .ds = T .( s2 s1 )
+ Công : l = lkt = q
C Cp
3. Quá trình đẳng tích : (V=const) -> C=Cv -> n =
=

C Cv
a. Phơng trình :
v=const
p2 T2
=
b. Quan hệ p, v, T:
p1 T1
c. Biến thiên của u, i, s :
v
p
p
s = C p .ln 2 + Cv .ln 2 s = Cv .ln 2
v
p1
p1
14 2 431
s = R.ln

d. Công và nhiệt : + Nhiệt:

0

dq = di - vdp = di
(vì dp = 0)
q = u = Cv .dT q = Cv (T2 T1 )
+ Công : Công giãn nở : dl = pdv = 0 => l = 0
p2

Công kỹ thuật: lkt = vdp = v.( p2 p1 ) lkt = v( p1 p2 )
p1

C = Cp n =

4. Quá trình đẳng áp: (p=const)
a. Phơng trình :
b. Quan hệ p, v, T:
c. Biến thiên của u, i, s :

p=const
T2 v2
=
T1 v1
s = C p .ln

d. Công và nhiệt :

+ Nhiệt:

C Cp
C Cv

=0

v2
p
v
+ Cv .ln 2 s = C p .ln 2
v1
p
v1

14 2 431
0

dq=du + p.dv = du
(vì dv = 0)
q = C p .dT q = C p (T2 T1 )

+ Công : Công giãn nở : dl= pdv l = p (v2 v1 )
Công kỹ thuật: dlkt = vdp = 0

16


Bài 4: Quá trình làm việc của máy nén khí
1. Công dụng và phân loại:
1.1. Công dụng: Dùng để nén môi chất tới áp suất cao.
ứng dụng: Búa máy, làm sạch chi tiết, phun sơn, vận chuyển hạt, ôtô-máy xây dựng (hệ
thống phanh hơi),...
1.2. Phân loại: Căn cứ theo nguyên lí hoạt động có thể chia là 2 loại: + Máy nén piston
+ Máy nén li tâm
a. Máy nén piston:
- Nhiệm vụ : Tăng áp suất cho khí bằng cách giảm thể tích của môi chất.
- Đặc điểm : áp suất nén đạt cao nhng năng suất của máy bị hạn chế (do kích thớc máy
phải lớn), dòng khí lấy ra không liên tục (muốn lấy ra liên tục phải có bình chứa khí
nén).
b. Máy nén li tâm :
- Nhiệm vụ : Tăng áp suất cho khí bằng cách :
+ Trớc hết : Tăng tốc độ cho dòng khí (nhờ lực li tâm).
+ Sau đó : Hãm dòng khí lại (giảm vận tốc dòng khí) để tăng áp suất khí
(nhờ ống tăng áp).

- Đặc điểm : áp suất không lớn lắm nhng dòng khí đợc lấy ra liên tục với lu lợng lớn.
2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí hoạt động máy nén piston :
2.1. Sơ đồ cấu tạo :

2.2. Nguyên lí hoạt động :
a. Quá trình nạp :
Piston đi xuống đồng thời xupáp nạp mở, xupáp xả đóng : môi chất có các thông số
p1, V1, T1 đợc hút vào khoang xi lanh. Các thông số p 1, V1,T1 không đổi (vì trạng thái
môi chất không đổi) nên đây không phải là quá trình nhiệt động.
b. Quá trình nén :
- Piston đi lên, hai xupáp đều đóng, môi chất bị nén lại, thể tích môi chất giảm từ V 1
đến V2 đồng thời áp suất tăng từ p1 đến p2
- Có thể thực hiện quá trình nén theo nhiều cách : + Nén đẳng nhiệt (2T)
+ Nén đoạn nhiệt (2k)
+ Nén đa biến
(2n)
Nhận xét :
+ Quá trình nén đẳng nhiệt : Công tiêu thụ cho máy nén là nhỏ nhất nhng cần phải làm
mát xi lanh máy nén.
+ Quá trình nén đoạn nhiệt : Tốn nhiều công nhất cho máy nén và không đợc bọc máy
nén trong quá trình hoạt động.
+ Quá trình đa biến : Công tiêu hao cho máy nén L2T < L2 n < L2 k .
c. Quá trình thải :
- Khi áp suất khí trong xi lanh đủ lớn nó sẽ mở van xả, khí nén đợc đẩy vào bình chứa.
17


- Các thông số trạng thái của môi chất (p2, V2, T2) không đổi nên đây không là quá trình
nhiệt động.
3. Công của máy nén :

Nếu quá trình nén là nén đa biến thì công của máy nén chính là công kĩ thuật :
lkt = lkta1 + lkt12 n + lkt 2 nb vì a1 và 2nb là các quá trình đẳng áp nên lkta1 = 0 ; lkt 2 nb = 0 do
đó ta có :

lkt = lkt12 n = n.l12 n

1
( p2v2 p1v1 ) (J/kg)
n 1
n
(J/kg)
lkt =
( p2v2 p1v1 )
n 1
4. Nhiệt lợng thải ra của máy nén :
- Có hai dạng chủ yếu :
+ Nhiệt thải ra qua thành xi lanh, cánh tản nhiệt hoặc nớc làm mát xi lanh máy nén (dạng 1).
+ Nhiệt thải ra qua bình làm mát (trong trờng hợp máy nén nhiều cấp nên phải làm mát
khí đã nén từ nhiệt độ T2 xuống T1 (dạng 2).
* Với dạng 1 : Coi là quá trình thải là thải đẳng tích:
C Cp
Cp
nk
(vì n =
)
;k =
qn = C.(T2 T1 ) = Cv .
(T2 T1 )
C Cv
Cv

n 1
+ Nếu là khí lý tởng :
l12 n =

n1

nk
p
qn = Cv .
T1{( 2 ) n 1}
n 1
p1
* Với dạng 2 : Coi là quá trình thải là thải đẳng áp:
qm = C p .(T2 T1 )
+ Nếu là khí lý tởng :
p
qm = C p .T1{( 2 )
p1

n 1
n

(kJ/kg)

(kJ/kg)

(kJ/kg)

1}

18


Chơng III: Định luật nhiệt thứ II và chu trình Carnot
Bài 1: Một số khái niệm
1. Chu trình nhiệt động:
Nhận xét: Để nhiệt chuyển thành công cần phải cho môi chất giãn nở tuy nhiên để có thể
nhận công liên tục thì môi chất phải giãn nở liên tục. Trên thực tế điều này không thể thực
hiện đợc vì kích thớc máy bị giới hạn, nên phải nén môi chất trở về trạng thái ban đầu sau đó
lại cho môi chất giãn nở, quá trình thực hiện thay đổi trạng thái môi chất liên tục nh vậy sẽ
tạo thành chu trình nhiệt động.
1.1. Định nghĩa:
- Chu trình: Là sự thay đổi trạng thái của môi chất một cách liên tục rồi trở về trạng thái
ban đầu.
- Chu trình thuận nghịch: Là chu trình khi tiến hành theo chiều ngợc lại thì môi chất sẽ
trải qua lần lợt tất cả các trạng thái mà nó đã đi qua.
1.2. Phân loại:
Chu trình đợc chia làm hai loại: + Chu trình thuận chiều
+ Chu trình ngợc chiều

Chu trình thuận chiều

Chu trình ngợc chiều

a. Chu trình thuận chiều (Động cơ nhiệt):
- Là chu trình chuyển nhiệt năng thành công.
- Đặc điểm: + Là đờng cong kín, thực hiện theo chiều kim đồng hồ.
+ Đờng cong giãn nở (2-3-4) nằm trên đờng nén (4-1-2).
b. Chu trình ngợc chiều (Máy lạnh và bơm nhiệt):
- Là chu trình chuyển nhiệt năng từ nguồn có nhiệt độ thấp đến nguồn có nhiệt độ cao nhờ

sự hỗ trợ năng lợng từ bên ngoài (dẫn động).
- Đặc điểm: + Là đờng cong kín, thực hiện ngợc chiều kim đồng hồ.
+ Đờng cong nén (4-1-2) nằm trên đờng giãn nở (2-3-4).
2. Hiệu suất nhiệt, hệ số làm lạnh, hệ số bơm nhiệt:
2.1. Hiệu suất nhiệt:
Trong động cơ nhiệt: Môi chất nhận nhiệt lợng (q1) từ nguồn nóng và chyển thành:
+ Một phần giãn nở sinh công (lo).
+ Phần còn lại nhả cho nguồn lạnh (q2).
Từ đó ta có công thức:
q1 = lo + q2
q1 q2 lo
=
q1
q1
2.2. Hệ số làm lạnh, hệ số bơm nhiệt:
- Môi chất có nhiệt độ thấp đi qua nguồn lạnh nhận nhiệt q 2 (q2>0) (từ không khí ngoài
môi trờng) và trở thành môi chất có nhiệt độ cao.
- Môi chất đợc nhận thêm công lo (lo <0) từ bên ngoài, sau đó đa cả q2 và lo tới nguồn
nóng.
- Tại nguồn nóng môi chất nhả nhiệt q1 (q1<0).
Ta có công thức:
q1 = q2 + lo
Hiệu suất nhiệt:

=

19


* HÖ sè lµm l¹nh: (q2 lµ nhiÖt lîng cã Ých)

q
q2
ε= 2 =
* HÖ sè b¬m nhiÖt: (q1lµ
l0
q1 − q2
nhiÖt lîng cã Ých)
q
q1
q
q +l
q
ϕ= 1 =
hay ϕ = 1 = 2 o = 2 + 1 = ε + 1
lo
q1 − q2
lo
lo
lo

ϕ = ε +1

20


Bài 2: Chu trình Carnot thuận nghịch
Chu trình Carnot thuận nghịch : Là chu trình gồm có hai quá trình đẳng nhiệt và hai quá
trình đoạn nhiệt.
+ Đẳng nhiệt: T = const
dq

= 0 s = const
T
1. Chu trình Carnot thuận chiều (Động cơ nhiệt):
1.1. Diễn biến chu trình:
+ Đoạn nhiệt: q=0 mà ds =

- Quá trình ab: Nén đoạn nhiệt, nhiệt độ tăng từ T2 đến T1
- Quá trình bc: + Giãn nở đẳng nhiệt.
+ Môi chất nhận nhiệt lợng: q1 = qbc = T1.s q1 = T1.( sc sb )
- Quá trình cd: Giãn nở đoạn nhiệt, nhiệt độ giảm từ T1 đến T2
- Quá trình ad: + Nén đẳng nhiệt.
+ Môi chất nhả nhiệt lợng: q2 = qda = T2 .s q2 = T2 .( sa sd )
1.2. Hiệu suất nhiệt:
T
q q2 T1.s T2 .s
= 1 2
= 1
=
T1
q1
T1.s
Nhận xét:
+ Hiệu suất nhiệt chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ, không phụ thuộc loại môi chất.
T
+ Để tăng hiệu suất nhiệt thì cần giảm 2 tức là tăng nhiệt độ nguồn nóng T1 và giảm
T1
nhiệt độ nguồn lạnh T2.
+ Hiệu suất nhiệt của chu trình Carnot là lớn nhất.
2. Chu trình Carnot ngợc chiều:
1.1. Diễn biến chu trình:

- Quá trình ba: Giãn nở đoạn nhiệt, nhiệt độ giảm từ T1 đến T2
- Quá trình ad: + Giãn nở đẳng nhiệt.
+ Môi chất nhận nhiệt lợng: q2 = qad = T2 .s
- Quá trình dc: Nén đoạn nhiệt, tăng nhiệt độ từ T2 đến T1
- Quá trình cb: + Nén đẳng nhiệt.
+ Môi chất nhả nhiệt lợng: q1 = qcb = T1.s
21


Ta có công thức :

q1 = l0 + q2

1.2. Hệ số làm lạnh:

=

q2
q2
T2
=
=
l0
q1 q2 T1 T2

=

T2
T1 T2

1.3. Hệ số bơm nhiệt (làm nóng):

=

q1
q1
T1
=
=
lo
q1 q2 T1 T2

=

T1
= +1
T1 T2

Nhận xét:
+ Các hệ số , không phụ thuộc vào loại môi chất mà chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của
nguồn nóng và nguồn lạnh T1 , T2
+ Để tăng , cần tăng nhiệt độ nguồn nóng, giảm nhiệt độ nguồn lạnh.
Bài 3: Định luật nhiệt động thứ II
Định luật nhiệt động II: Thực chất là định luật nhiệt động I nhng xác định thêm các
điều kiện, chiều hớng và mức độ chuyển hoá năng lợng.
+ Điều kiện: Để nhiệt truyền từ nguồn lạnh sang nguồn nóng cần có sự hỗ trợ năng lợng từ
bên ngoài (bằng máy nén, bơm,).
+ Chiều hớng: Thực hiện theo chu trình thuận chiều hoặc chu trình ngợc chiều.
+ Mức độ chuyển hoá: Thể hiện bằng hiệu suất nhiệt , hệ số làm lạnh , hệ số bơm

nhiệt .
Một số cách phát biểu khác của định luật nhiệt động thứ II:
* Cách 1: Nhiệt năng không thể truyền từ nơi có nhiệt độ thấp đến nơi có nhiệt độ cao.
* Cách 2: Không thể sinh công một cách liên tục bằng một động cơ nhiệt làm việc theo
chu trình chỉ có một nguồn nhiệt.

22


Chơng IV: chu trình nhiệt động
Bài 1 : các loại chu trình của động cơ
động cơ đốt trong kiểu pistpon
Các loại chu trình của động cơ đốt trong chia thành 3 loại chính : Chu trình cấp nhiệt
đẳng tích, chu trình cấp nhiệt đẳng áp và chu trình cấp nhiệt hỗn hợp.
1. Chu trình cấp nhiệt đẳng tích : Dùng cho các loại động cơ đốt trong có tia lửa điện
(buji) chạy bằng xăng hoặc khí đốt.
- Quá trình ab - nén đoạn nhiệt (môi chất là hỗn hợp
không khí và nhiên liệu).
- Quá trình bc - cấp nhiệt đẳng tích thay cho quá trình
cháy.
- Quá trình cd - dãn nở đoạn nhiệt.
- Quá trình da - nhả nhiệt đẳng tích thay cho quá trình
thải.
Coi các thông số ở trạng thái ban đầu (điểm a) đã biết,
ngoài ra đa thêm tỷ số nén =
cấp nhiệt =

va
và tỷ số tăng áp suất khi
vb

pc
ta có :
pb

-

Nhiệt lợng cấp vào : q1 = qbc = CV Ta . k 1 ( 1)

(1)

-

Nhiệt lợng nhả ra : q2 = qda = CV Ta . ( 1)

(2)

-

Công sinh ra trong một chu trình : l = q1 q2 = CV Ta ( 1) ( k 1 1)

-

Hiệu suất nhiệt của chu trình : T =

l
1
= 1 k 1
q1

(3)
(4)

Hiệu suất nhiệt tăng khi k và tăng nhng k phụ thuộc vào đặc tính của môi chất còn hạn
chế bởi sự kích nổ thờng = 5 ữ7 với xăng và = 6 ữ9 với nhiên liệu khí.
2. Chu trình cấp nhiệt đẳng áp :
Sử dụng trên các loại động cơ diesel.
- Quá trình ab - nén đoạn nhiệt (môi chất là không khí).
- Quá trình bc - cấp nhiệt đẳng áp.
- Quá trình cd và da giống nh chu trình trên.
Khi tính toán đa thêm hệ số dãn nở sớm =

vc
ta có :
vb

- Nhiệt lợng cấp vào : q1 = qbc = CPTa . k 1 ( 1)

(5)

- Nhiệt lợng nhả ra : q2 = qda = CV Ta . k 1

(6)

(

)

- Công sinh ra trong một chu trình : l = q1 q2

- Hiệu suất nhiệt của chu

l
1
k 1
T = = 1 k 1 .
q1
k ( 1)


(8)

23

(7)
trình :


Hiệu suất nhiệt tăng khi k và tăng và giảm, cần phải lớn để nhiệt độ sau quá trình
nén lớn hơn nhiệt độ tự cháy của nhiên liệu thờng = 13 ữ18.
3. Chu trình cấp nhiệt hỗn hợp :
Sử dụng trên các loại động cơ diesel. Các quá trình ab, cd
và da giống nh chu trình trớc (2), chỉ khác quá trình cấp nhiệt
gồm giai đoạn bb cấp nhiệt đẳng tích và bc cấp nhiệt đẳng
áp.
- Nhiệt lợng cấp vào :
(9)
q1 = qbb 'c = CV Ta . k 1 ( 1) + k ( 1)
- Nhiệt lợng nhả ra :

q2 = qda = CV Ta . ( k 1)

(10)

- Công sinh ra trong một chu trình :

l = q1 q2

(11)
- Hiệu suất nhiệt của chu trình :

T =

l
1
k 1
= 1 k 1 .
q1
( 1) + k ( 1)


(12)

Hiệu suất nhiệt tăng khi k, , tăng và giảm, cũng cần phải lớn thờng = 13 ữ18
để đảm bảo quá trình tự cháy của nhiên liệu.
Bài 2 : chu trình ngợc chiều dùng không khí
Chu trình bao gồm 2 quá trình đẳng áp và 2 qua trình đoạn nhiệt xen kẽ nhau.
Quá trình ad - nhận nhiệt đẳng áp trong buồng lạnh 2.
Quá trình dc - nén đoạn nhiệt trong máy nén 3.
Quá trình cb - nhả nhiệt đẳng áp trong bình làm mát 4.

Quá trình ba - dãn nở đoạn nhiệt trong máy dãn nở 1.

Nếu làm việc theo nguyên tắc máy lạnh thì hệ số làm lạnh : =

q2
q2
=
l
q1 q2

Nếu làm việc theo nguyên tắc bơm nhiệt thì hệ số làm nóng : =
24

q1
q1
=
l
q1 q2


Nếu thay nhiệt lợng nhận từ nguồn lạnh q2 = CP (Td Ta ) , nhiệt lợng nhả cho nguồn
nóng q1 = CP (Tc Tb ) và l = q1 q2 rồi biến đổi ta có :

1
q2
1
1
=
=
=

( k 1)/ k
Tc
l Tb
Tb
1 hoặc
1
1
ữ
Td
Ta
T
a
q
Hệ số làm nóng :
= 1 = +1
l

=

(13)

(14)

Chu trình này có u điểm là môi chất sẵn có và rẻ tiền nhng có cấu tạo phức tạp và hiệu
quả kinh tế không cao nên hiện chỉ dùng nhiều trong ngành hàng không.
Bài 3 : chu trình ngợc chiều dùng hơi
Đây là loại chu trình sử dụng phổ biến nhất hiện nay.

Các quá trình ad, dc, cb giống nh chu trình ngợc chiều dùng không khí, còn quá trình ba
là quá trình tiết lu trong van tiết lu 1.

Nhiệt lợng môi chất nhận từ nguồn lạnh : q2 = qad = id ia = Sadsd sa
(15)
Nhiệt lợng môi chất nhả cho nguồn nóng : q1 = qbc = ic ib = Sbcsc sb

(16)

Công cung cấp cho chu trình : l = q1 q2 = ic id

(17)

q2 id ia
=
l ic id

Hệ số làm lạnh :

=

Hệ số làm nóng :

= +1 =

ic ia
ic id

(18)
(19)

Phần II: Truyền nhiệt
Nghiên cứu các dạng và các qui luật trao đổi nhiệt giữa các vật thể có nhiệt độ khác nhau

để xác định: + Lợng nhiệt trao đổi giữa các vật.
+ Qui luật phân bố nhiệt trong vật.
Từ đó đề ra các biện pháp tăng cờng trao đổi nhiệt, tăng cờng cách nhiệt,...
Chơng V: Dẫn nhiệt
Bài 1: Những khái niệm cơ bản
25