Nhiệt động lực học kỹ thuật

1

Mục lục

Tễ DUY PHNG

Nhiệt động lực học kỹ thuật

Nhà xuất bản đại học quốc gia hà nội



Môc lôc

3

Môc lôc
Trang
Lời nói đầu ..............................................................................................11
Ký hiệu, chữ viết tắt .................................................................................13
Lịch sử phát triển ....................................................................................25
Chương I. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1.1. Hệ......................................................................................................29
1.1.1. Định nghĩa................................................................................29
1.1.2. Trạng thái của hệ .....................................................................31
1.1.3. Quá trình chuẩn cân bằng ........................................................33
1.1.4. Quá trình thuận nghịch ............................................................34
1.2. Áp suất ............................................................................................35
1.2.1. Áp suất chất khí .......................................................................35
1.2.2. Áp suất chất lỏng .....................................................................36
1.3. Thể tích ............................................................................................36

1.4. Khối lượng ......................................................................................37
1.4.1. Định nghĩa ...............................................................................37
1.4.2. Tính chất .................................................................................37
1.4.3. Khối lượng tương đối tính .......................................................38
1.4.4. Khối lượng riêng .....................................................................39
1.4.5. Khối lượng riêng trung bình, tỷ khối ......................................40
1.5. Nhiệt độ ...........................................................................................41
1.5.1. Các định nghĩa ........................................................................41
1.5.2. Các thang đo nhiệt độ...............................................................43
1.5.3. Sự thay đổi nhiệt độ của khí thực.............................................45
1.6. Trọng lượng riêng ..........................................................................46


4

NhiÖt ®éng lùc häc kü thuËt

1.6.1. Các định nghĩa ........................................................................46
1.6.2. Tính toán, xác lập ....................................................................47
1.7. Lượng chất ......................................................................................51
1.7.1. Định nghĩa ...............................................................................51
1.7.2. Tính toán, xác lập.....................................................................51
1.8. Thể tích phân tử .............................................................................52
1.8.1. Định nghĩa và ký hiệu ..............................................................52
1.8.2. Tính toán, xác lập.....................................................................52
1.8.3. Các tính chất ............................................................................52
1.9. Trọng lượng phân tử ......................................................................53
1.9.1. Định nghĩa và ký hiệu .............................................................53
1.9.2. Tính toán, xác lập ....................................................................53
1.10. Nồng độ phân tử............................................................................53

1.10.1. Định nghĩa .............................................................................54
1.10.2. Tính toán, xác lập ..................................................................54
1.10.3. Phần lượng .............................................................................55
1.11. Phần mol .......................................................................................55
1.12. Hoạt độ (hóa học) .........................................................................55
1.12.1. Các định nghĩa hoạt độ ..........................................................55
1.12.2. Tính toán, xác lập...................................................................56
1.12.3. Quan hệ giữa thế hóa và hoạt độ............................................56
1.12.4. Hệ số hoạt độ..........................................................................56
1.12.5. Dung dịch lý tưởng ................................................................57
1.12.6. Hoạt độ hóa học .........................................................................
Chương II. KHÍ LÝ TƯỞNG
2.1. Khái niệm cơ bản ...........................................................................59
2.2. Phương trình trạng thái khí lý tưởng ...........................................61
2.3. Các tính chất của khí lý tưởng.......................................................62
2.3.1. Năng lượng cơ học ..................................................................62
2.3.2. Phương trình Van der Waals ...................................................63
2.3.3. Phương trình trạng thái khí lý tưởng .......................................63


MôC LôC

5

2.4. Các định luật khí lý tưởng .............................................................64
2.4.1. Định luật Boyle-Mariott ..........................................................64
2.4.2. Định luật Gay-Lussac ..............................................................65
2.4.3. Định luật Charles ....................................................................66
2.4.4. Định luật Dalton ......................................................................67
2.4.5. Các định luật về hằng số khí ...................................................68

2.5. Ứng dụng phương trình khí lí tưởng ............................................70
Chương III. ĐỊNH LUẬT THỨ NHẤT NHIỆT ĐỘNG HỌC
3.1. Nhiệt, công và nội năng ..................................................................71
3.1.1. Nhiệt năng ...............................................................................71
3.1.2. Công ........................................................................................72
3.1.3. Nội năng ..................................................................................74
3.1.4. Năng lượng chuyển động nhiệt và nội năng của khí lý tưởng .79
3.1.5. Quan hệ giữa nhiệt lượng và công cơ học ...............................85
3.2. Phát biểu định luật I ......................................................................88
3.2.1. Thí nghiệm của James Prescott Joule .....................................88
3.2.2. Khảo sát nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học ..............90
3.3.3. Biểu thức tích phân của nguyên lý thứ nhất ............................91
Chương IV. NHIỆT DUNG VÀ DẪN NHIỆT
4.1. Nhiệt dung .......................................................................................93
4.1.1. Định nghĩa nhiệt dung .............................................................93
4.1.2. Nhiệt dung riêng ......................................................................93
4.2. Dẫn nhiệt – Entanpy ....................................................................101
4.2.1. Dẫn nhiệt ...............................................................................101
4.2.2. Entanpy .................................................................................102
4.2.3. Nhiệt phản ứng và định luật Hess .........................................103
4.2.4. Nhiệt và nhiệt dung đẳng áp ..................................................106


6

NhiÖt ®éng lùc häc kü thuËt

Chương V. Định luật thứ hai và ba nhiệt động lực học
5.1. Khái niệm và lịch sử phát triển định luật 2 ................................107
5.1.1. Khái niệm cơ bản ..................................................................107

5.1.2. Lịch sử định luật 2 nhiệt động lực học ..................................109
5.1.3. Lịch sử của entropy................................................................110
5.2. Chu trình Carnot ..........................................................................110
5.2.1. Khái niệm chung ....................................................................115
5.2.2. Nguyên lý Carnot ...................................................................119
5.2.3. Chu trình thuận nghịch và không thuận nghịch .....................122
5.2.4. Chu trình Carnot thuận nghịch...............................................133
5.3. Entropy ..........................................................................................134
5.3.1. Tính không bảo toàn của entropy...........................................134
5.3.2. Những biến đổi mang tính thuận nghịch................................134
5.3.3. Những biến đổi mang tính không thuận nghịch.....................135
5.4. Phát biểu định luật 2 nhiệt động lực học ....................................135
5.4.1. Các định đề đầu tiên...............................................................136
5.4.2. Các phát biểu về định luật 2.........................................................
5.5. Phương trình định luật thứ 2 nhiệt động lực học mô tả
biến thiên entropy .........................................................................136
5.5.1. Phương trình định luật 2 nhiệt động lực học
của quá trình biến đổi thuận nghịch ........................................136
5.5.2. Phương trình định luật 2 nhiệt động lực học của quá trình
biến đổi liên tục khép kín .......................................................139
5.6. Quan hệ giữa etropy và các thông số nhiệt động theo đạo hàm
các hàm số nhiệt động ...................................................................142
5.7. Entropy theo vật lý thống kê........................................................144
5.8. Định luật 3 nhiệt động lực học .....................................................151
5.8.1. Các định đề.............................................................................151
5.8.2. Phát biểu định luật 3 nhiệt động lực học................................152
5.8.3. Nhiệt độ không tuyệt đối........................................................153
5.9. Định luật không nhiệt động lực học ............................................153
5.9.1. Nhiệt động học cân bằng........................................................153
5.9.2. Các phát biểu về định luật không nhiệt động lực học ............154

MôC LôC

7

Chương VI. DẪN NHIỆT
6.1. Khái niệm về dẫn nhiệt.................................................................155
6.2. Định luật Fourier ..........................................................................157
6.2.1. Phát biểu định luật Fourier.....................................................157
6.2.2. Biểu diễn toán học định luật Fourier......................................157
6.2.3. Trường nhiệt độ......................................................................158
6.2.4. Công suất nguồn nhiệt............................................................161
6.2.5. Hệ số dẫn nhiệt.......................................................................161
6.3. Phương trình truyền nhiệt ...........................................................163
6.3.1. Khái niệm chung ....................................................................163
6.3.2. Bài toán vật lý và phương trình..............................................164
6.3.3. Giải phương trình nhiệt bằng chuỗi Fourier ..........................165
Chương VII. QUAN HỆ GIỮA CÁC ĐẠI LƯỢNG NHIỆT ĐỘNG
7.1. Động năng ......................................................................................169
7.2. Công suất .......................................................................................172
7.3. Năng lượng tự do Gibbs ...............................................................173
7.3.1. Ký hiệu ...................................................................................173
7.3.2. Tính toán, xác lập...................................................................173
7.3.3. Các tính chất...........................................................................173
Chương VIII. CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG
8.1. Quá trình đẳng nhiệt.....................................................................175
8.1.1. Biểu diễn quá trình.................................................................175
8.1.2. Các tính chất...........................................................................177
8.2. Quá trình đẳng áp .........................................................................178

8.2.1. Biểu diễn quá trình.................................................................178
8.2.2. Các tính chất...........................................................................179
8.3. Quá trình đẳng tích.......................................................................181
8.3.1. Biểu diễn quá trình.................................................................181
8.3.2. Các tính chất...........................................................................182
8.4. Quá trình đoạn nhiệt.....................................................................183


8

NhiÖt ®éng lùc häc kü thuËt

8.4.1. Biểu diễn quá trình.................................................................183
8.4.2. Các tính chất...........................................................................186
8.5. Quá trình đẳng entropy................................................................186
8.5.1. Biểu diễn quá trình.................................................................186
8.5.2. Các tính chất – xác lập quan hệ..............................................187
8.6. Quá trình đẳng Entanpy...............................................................189
8.6.1. Biểu diễn quá trình.................................................................189
8.6.2. Các tính chất...........................................................................190
8.7. Quá trình đa biến ..........................................................................191
8.7.1. Quá trình diễn biến.................................................................191
8.7.2. Các tính chất...........................................................................194
Chương IX. NHIỆT CHUYỂN THỂ VÀ CHUYỂN PHA
9.1 Nhiệt chuyển thể.............................................................................197
9.1.1.Định nghĩa...............................................................................197
9.1.2. Tính toán, xác lập...................................................................198
9.2. Phương trình chuyển pha Clausius-Clapeyron..........................199
9.2.1. Biểu diễn phương trình ..........................................................199
9.2.2. Xác lập phương trình .............................................................199

9.3. Nhiệt hóa lỏng (nóng chảy)...........................................................200
9.3.1. Những định nghĩa ..................................................................200
9.3.2. Tính chất ................................................................................201
9.3.3. Ký hiệu và xác lập..................................................................201
9.4. Nhiệt đông đặc...............................................................................202
9.4.1. Những định nghĩa...................................................................202
9.4.2. Tính chất ................................................................................202
9.4.3. Ký hiệu và xác lập..................................................................202
9.4.4. Nhiệt đông đặc riêng ..............................................................203
9.5. Nhiệt hóa hơi..................................................................................203
9.5.1. Các định nghĩa .......................................................................203
9.5.2. Các tính chất...........................................................................204
9.6. Nhiệt ngưng tụ...............................................................................207


MôC LôC

9

9.6.1. Các định nghĩa .......................................................................207
9.6.2. Các tính chất...........................................................................207
9.7. Nhiệt thăng hoa .............................................................................208
9.7.1. Các định nghĩa .......................................................................208
9.7.2. Các tính chất...........................................................................209
9.7.3. Ứng dụng................................................................................210
9.7.4. Ký hiệu và xác lập nhiệt thăng hoa ........................................210
9.8. Các quá trình chuyển pha ............................................................210
Phụ lục...................................................................................................215
Tài liệu tham khảo ...............................................................................235

LêI NãI §ÇU

11

Lêi nãi ®Çu
Khoảng giữa thế kỷ XVIII các học giả đã bắt đầu để ý đến các hiện
tượng diễn ra trong máy hơi nước, nhằm tìm ra cơ sở để nâng cao công
suất, giảm tiêu hao nguyên và nhiên liệu. Đầu thế kỷ XIX, nhà vật lý trẻ
Nicolas Leonard Sadi Carnot đã xây dựng cơ sở về nhiệt động để phát
triển máy hơi nước.
Giữa thế kỷ XIX, khái niệm năng lượng đã bắt đầu được sử dụng.
Năng lượng là khả năng của vật thể thực hiện công. Khi thực hiện công
thì năng lượng được chuyển từ một thể loại này sang thể loại khác, nhưng
tổng năng lượng là không thay đổi. Đó là tổng quát về định luật bảo toàn
năng lượng.
Nhiệt động lực học đã giải thích tại sao một số chất hóa học lại
cùng nhau gây phản ứng và trường hợp khác lại không thể, bao nhiêu
năng lượng mà phản ứng cung, hoặc cần được cung thì bấy nhiêu năng
lượng có thể chuyển đổi ra công.
Như vậy nhiệt động lực học là khoa học về năng lượng, về các điều
kiện trao đổi lẫn nhau của nhiệt năng và cơ năng.
Nhiệt động lực học nghiên cứu về tương tác giữa các đại lượng đặc
trưng cho trạng thái vĩ mô của hệ và sự biến đổi của các đại lượng này
trong các quá trình vật lý có liên quan tới trao đổi nhiệt với xung quanh.
Nhiệt động lực học được xây dựng trên cơ sở 3 định luật; định luật
thứ nhất về bảo toàn năng lượng, định luật thứ hai về nhiệt có thể truyền
từ vật thể nóng hơn sang vật thể lạnh hơn, nhưng không khi nào ngược
lại, còn định luật thứ ba có liên quan đến vật chất ở xung quanh nhiệt độ

không tuyệt đối. Nhiệt động lực học mặc nhiên công nhận sự tồn tại của
một hàm số gọi là entropy, nó xác định cho bất kỳ một hệ cô lập nào ở
trạng thái cân bằng nhiệt động, xác định các tương tác nhiệt động nhờ vật
lý thống kê; trên cơ sở lý thuyết xác suất của vật lý phân tử.


12

NhiÖt ®éng lùc häc kü thuËt

Nhiệt động lực học được sử dụng rộng rãi trong vật lý, hóa học,
luyện kim, cơ khí, y sinh… Tài liệu này cung cấp những kiến thức về các
hiện tượng, trạng thái, nội năng, nhiệt và công của các hệ nhiệt động, về
bảo toàn năng lượng, về entropy của hệ, về trạng thái của hệ ở nhiệt độ
không tuyệt đối. Các quá trình trao đổi nhiệt, các thể và chuyển thể nhiệt.
Tài liệu này dùng cho các sinh viên đại học để học tập, cho các cán
bộ nghiên cứu khoa học để tham khảo.
Mặc dù đã rất cố gắng nhưng chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót,
tác giả rất mong nhận được các ý kiến đóng góp của bạn đọc để cuốn
sách ngày càng hoàn thiện hơn.
Tác giả
Tô Duy Phương


13

Ký hiÖu

kÝ hiÖu, ch÷ viÕt t¾t
Ký hiệu

Định nghĩa

Thứ nguyên

A

Công

J

Aa

Công của quá trình đẳng tích

J

AS

Công của quá trình đẳng entropy

J

Ack

Công của chu trình Carnot không thuận nghịch

J

Act

Công của chu trình Carnot thuận nghịch

J

Ac

Công của chu trình

J

A

Diện tích

m2

B

Hằng số

−1

C

Nhiệt dung của hỗn hợp các khí

J.K .mol−1

Ct

Nhiệt dung của vật thể có khối lượng m

J·kg-1·K-1

Cp

Nhiệt dung ở áp suất không đổi

J·kg-1·K-1

Cv

Nhiệt dung ở thể tích không đổi

J·kg-1·K-1

Ci

Nhiệt dung của khí có thành phần i

J.K−1.mol−1

Cm

Nồng độ phân tử

mol.dm-3

Co

Nồng độ eutectic

%

Cr* và Cl* Các nồng độ cân bằng r-rắn, l-lỏng

%

D

Khối lượng riêng

kg. m-3

E

Nội năng

J

Ec

Năng lượng cơ học trung bình

J

Eđ

Động năng tổng

J

Eo

Năng lượng 1 mol

J.mol-1

Et

Tổng thế năng tương tác giữa các phân tử J

Em

Tổng năng lượng bên trong các phân tử

J


14

NhiÖt ®éng lùc häc kü thuËt

En

Năng lượng chuyển động nhiệt

J

Eđ

Động năng trung bình

J

Et

Động năng của một vật chuyển động tịnh tiến J.mol-1

Eq

Động năng quay

J.mol-1

εfoton

Năng lượng của chùm hạt photon

J

EE

Năng lượng theo lý thuyết tương đối
của Albert Einstein

J

F

Lực

N

FF

Hằng số Faraday

F

Véc-tơ lực không biến đổi

N

G

Năng lượng tự do Gibb

J.mol-1

Go

Năng lượng tự do tiêu chuẩn

J.mol-1

Ġ

Hằng số trọng trường Newton

GradientT Vectơ gradient nhiệt độ
GradT

Độ lớn của vectơ gradient

K.m-1

H

Nhiệt thực thể, entalpy

J.mol-1

Hl, Hđ

Entanpi của trạng thái lỏng và đặc,

I

Mômen quán tính

K3

Hằng số cân bằng phản ứng

L

Mômen động lượng

kg.m2s-1

L

Nhiệt chuyển thể chung

J

Lc

Nhiệt chảy lỏng

J

Lđ

Nhiệt đông đặc

J

Lh

Nhiệt hóa hơi

J

Lt

Nhiệt thăng hoa

J

kg.m2


15

Ký hiÖu

Ls

Nhiệt sôi,

J

M

Mômen của chuyển động quay

kg.m2s-1

Mm

Trọng lượng phân tử

kg.mol-1

Mo

Trọng lượng 1 phân tử

kg.mol-1

Md

Trọng lượng dung môi

kg

N

Số phân tử

mol

Nk

Số phân tử khí

mol

Nm

Phần mol

-

NA

Hằng số Avogadro.

6,0221415. 1023 mol-1

NV

Tỷ khối

m3.mol-1

Ntt

Số tương tác

Q

Nhiệt lượng

J

Qđ

Nhiệt lượng động lực học

J

Qp

Nhiệt hóa học

J

Qn

Nhiệt nung nóng

J

Qhk

Hạ nhiệt của chu trình Carnot J
không thuận nghịch

Qht

Hạ nhiệt của chu trình Carnot J
thuận nghịch

Qc

Nhiệt lượng của chu trình

Qt

Nhiệt lượng của quá trình thuận J
nghịch

Qk

Nhiệt lượng của quá trình không J
thuận nghịch

Qh

Hạ nhiệt của chu trình

Qcs

Công suất phát nhiệt của điểm W.m-3
M(x,y,z)

J

J


16

NhiÖt ®éng lùc häc kü thuËt

Qv

Nguồn nhiệt

W

R

Hằng số khí

m3·Pa·K-1·mol-1

Rr

Hằng số khí cho trường hợp riêng

S

Entropy

J.mol-1K-1

T

Nhiệt độ

K

Tn

Nhiệt độ làm nguội

K

Tp

Nhiệt độ Planck

K

Tn

Nhiệt độ nung nóng của chu trình K

Th

Hạ nhiệt độ của chu trình

K

Tt

Trường nhiệt

T(x,y,z,t).

To

Nhiệt độ eutectic

K

U

Nội năng

J

Uđ

Động năng tổng của các phân tử

J

Uhđ

Hiệu điện thế nhiệt trong vật lý mV
bán dẫn

U2-U1

Nội nhiệt chuyển thể

J

V

Thể tích

dm3

Vr

Thể tích riêng phần

m3

Vm

Thể tích mol

m3.kmol-1

Vd

Thể tích dung môi

mol.dm-3

Vđ

Thể tích qua miệng rót

m3

Vhk

Khối lượng hợp kim lỏng

m3

Xm

Phần mol

o

/X/

Nguyên tố X trong hợp kim,
hợp kim

17

Ký hiÖu

(X)

Nguyên tố X trong xỉ

{XO}

Thể khí của XO

XS

Nguyên tố X ở trạng thái rắn

/%X/

Hàm lượng nguyên tố X trong hợp /%/
kim, hợp kim

∆A’

Công ngoại vật

J

∆Gmax

Năng lượng đông đặc, kết tinh

cal(g.ngtử)-1

∆Gt.l

Năng lượng chuyển hoá tinh thể
lập phương,

cal(g.ngtử)-1

∆H

Biến thiên entalpy

J.mol-1

∆L

Ẩn nhiệt riêng

J.kg-1

∆Q’

Nhiệt lượng trao đổi giữa hệ với J
ngoại vật

∆S

Biến thiên entropy

∆Sm

Biến thiên entropy môi trường J.mol-1K-1
ngoài

∆T

Biến thiên nhiệt độ

∆Ttg

Bước thời gian

∆U

Nội năng của hệ

J

∆Vk

Thay đổi thể tích của chất khí

m3

∆Vf

Biến thiên thể tích khi thay đổi pha

∆φ

Góc quay

0o

a

Gia tốc trọng trường

m.s-²

att

Cạnh của tinh thể lập phương,

ap

Hệ số dãn nở đẳng áp

K-1

ad

Hệ số dãn nở tổng quát

K-1

J.mol-1K-1

K


18

Nhiệt động lực học kỹ thuật

ai

Hot

-

aim

Hot theo phn mol v ỏp sut

-

a'

Hng s Van der Waals

-

a/X/

Hot ca nguyờn t X trong

phn ng hoỏ hc

b'

Hng s Van der Waals

-

c

Nhit dung riờng

Jãkg-1ãK-1

cm

Nhit dung riờng phõn t

Jãkg-1ãK-1

cas

Tc ỏnh sỏng.

e

in tớch nguyờn t trong cụng
thc hng s Faraday

eXY

H s tng tỏc ca ca nguyờn t
X vi nguyờn t Y

fXY

H s hot ca nguyờn t X vi
nguyờn t Y

fio

H s hot ca thnh phn i tinh sch

f

Hot tớnh

-

fL

Lc

N

ff

Tng s pha ca h,

-

fr

T phn pha rn

%

fr(tn)

Phn trm pha rn ca t bo

%

fi

H s hot ca thnh phn i

g

Gia tc ri t do

9,8 m.s-2

gradT

Vn tc thay i nhit cc i

K.m-1

h

Chiu cao

m


19

Ký hiÖu

ħ

Hằng số Planck

6.626068896 × 10-34 J.s

kB

Hằng số Boltzman

1,38(24).10-23 J.K-1

k

Hệ số trong công thức năng lượng J.,mol-1
cơ học

kd

Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu,

W·m−1·K−1

kF

Hệ số của định luật Fourier

W.m-1.oK-1

ktn

Hệ số truyền nhiệt, mật độ và dung tích nhiệt

k

Không thuận nghịch

kp

Hệ số phân chia

lct

Nhiệt được chuyển thành công.

J

lc

Nhiệt chảy lỏng riêng

J·kg-1

ls

Nhiệt sôi riêng

J.kg-1

lđ

Nhiệt đông đặc riêng

J·kg-1

lh

Nhiệt hóa hơi riêng

J·kg-1

lt

Nhiệt thăng hoa riêng

J·kg-1

log K3

logarit của hằng số cân bằng phản

ứng

m

Trọng lượng

mc.o

Hằng số cân bằng cácbon và ôxy
trong hệ

mt

Khối lượng toàn phần

kg

mo

Khối lượng ban đầu (nghỉ)

kg

mm

Trọng lượng của phần tử chất

kg.mol-1

mA

Trọng lượng của thành phần A

kg.mol-1

mB

Trọng lượng thành phần B

kg

-

g, kg


20

Nhiệt động lực học kỹ thuật

n

S mol

mol

nA

Lng cht ca thnh phn A,

mol

nh

Lng thnh phn trong hn hp

-

nk

s cỏc ht trong khi khớ

-

n

Hng phỏp tuyn ca mt ng nhit T=const,

p

p sut

Nm-2

pt

p sut tng theo nh lut Dalton

Nm-2

pn

p sut ngoi,

Nm-2

pl

p sut cht lng

Nm-2

pX

Xung lng tng i tớnh

Nm-2

p

ng lng

J.mol-1

p

Cụng sut ca chuyn ng quay

W

qm

in tớch nguyờn t

-

q

Vect dũng nhit phõn t

Wãm2

r0

ng i

-

ri

T phn th tớch ca khớ cú thnh phn i

s

Vộc-t quóng ng thng

m

s

Din tớch

m2

s

B mt phng rút qua ming rút

m2

st

S lng thnh phn c lp.

-

t

Thun nghch

-

ut

ng nng trung bỡnh 1 phn t

J

u

Vect tc ,

v

Vn tc chuyn ng

m.s-


21

Ký hiÖu

vm

Tốc độ phát triển lớn mầm

µm.s-1

vt

Tốc độ bình phương trung bình

m.s-

vtd

Số độ tự do của hệ

-

vđ

Tốc độ rót hợp kim lỏng

m3.s-1

vt

Vận tốc chuyển động tịnh tiến

m.s-1

xi

Phần mol của thành phần i của hệ

∆m

Tổng trọng lượng

kg

− ∇T

Gradient nhiệt độ,

o

∆t

Thời gian chuyển động quay

s

∆φ

Góc quay,

ε

Hệ số làm lạnh của chu trình

-

εm

Động năng chuyển động

J

K·m−1.

của phân tử 2 nguyên tử

εq

Động năng trung bình

J

của chuyển động quay

εc

Động năng chuyển động dao động

J

εt

Động năng trung bình

J

của chuyển động tịnh tiến
o

θđ

Góc rót

θtb

Góc của hướng phát triển của tế bào rắn o

σđ.l

Năng lượng bề mặt đặc-lỏng

Γ

Hệ số Gibbs-Thomson,

γ

Hằng số

γi

Hệ số hoạt độ của chất i

γn

Tỷ lệ của nhiệt dung

γifm

Hệ số hoạt độ theo phần mol của thành phần i -

-


22

NhiÖt ®éng lùc häc kü thuËt

γifm-o

Hệ số hoạt độ theo phần mol

của thành phần i nguyên chất

λ

Hệ số dẫn nhiệt

W.m-1 0K-1

µA

Nồng độ theo trọng lượng

mol.kg-1

µ’A

Nồng độ khối (thể tích)

mol.dm-3

µi

Thế hóa của thành phần i.

-

µ io

Thế hóa của thành phần i nguyên chất.

-

µm

Lượng mol

mol

µ J-T

Hệ số Joule-Thomson

-

ηn

Hiệu suất động cơ nhiệt

%

ηnt

Hiệu suất động cơ nhiệt thuận nghịch

%

ηnk

Hiệu suất động cơ nhiệt không thuận nghịch

%

ηt

Hiệu suất của tuốcbin đoạn nhiệt

%

ηn

Hiệu suất nén đoạn nhiệt của tuốcbin

%

ηc

Hiệu suất của chu trình

%

ηcarnot

Hiệu suất của chu trình Carnot

%

Ω

Số lượng cấu hình vi mô

-

ω

Phần lượng

-

ωg

Vận tốc góc

o -1

ω(t)

Vận tốc góc (vận tốc rót nghiêng)

o -1

ωM

Vận tốc góc dưới tác dụng của mômen M

o -1

φ(r0)

Thế năng quy ước ở mốc r0

J

λi

Hệ số hoạt độ hóa học

-

ρ

Tỷ khối (khối lượng riêng),
tỷ trọng, ρ là khối lượng riêng

kg.m-3

.s
.s
.s


23

Ký hiÖu

ρ

là mật độ

∇2

Toán tử Laplace

τ

Thời gian đúc rót

s

v

Thể tích trong lực Van der Waals

m3

νphoton

Tần số hạt photon

Hz



lÞch sö ph¸t triÓn

25

lÞch sö ph¸t triÓn
Nhiệt động lực học là một ngành vật lý nghiên cứu về năng lượng,
nhiệt, công năng, entropy và xu hướng diễn biến của các quá trình trao đổi
năng lượng. Nhiệt động lực học có liên hệ mật thiết với cơ học thống kê.

Từ "nhiệt động lực học" thường dùng để chỉ nhiệt động lực học cổ
điển hay nhiệt động lực học cân bằng làm việc với các quá trình trao đổi
năng lượng đạt đến trạng thái gần cân bằng. Các quá trình nhiệt động lực
học không cân bằng được nghiên cứu bởi nhiệt động lực học phi cân bằng.
Các định luật nhiệt động lực có thể áp dụng cho mọi hệ vật lý, chỉ
cần biết sự trao đổi năng lượng với môi trường mà không phụ thuộc vào
chi tiết tương tác trong các hệ vật lý.
Như vậy là thuật ngữ nhiệt động học (hay nhiệt động lực học) có
hai nghĩa:
Khoa học về nhiệt và các động cơ nhiệt (nhiệt động học cổ điển)
Khoa học về các hệ thống ở trạng thái cân bằng (nhiệt động học
cân bằng)
Ban đầu, nhiệt động học chỉ mang nghĩa thứ nhất. Về sau, các công
trình tiên phong của Ludwig Boltzmann đã đem lại nghĩa thứ hai.
Các nguyên lý nhiệt động học có thể áp dụng cho nhiều hệ vật lý,
chỉ cần biết sự trao đổi năng lượng với môi trường mà không phụ thuộc
vào chi tiết tương tác trong các hệ ấy. Albert Einstein đã dựa vào nhiệt
động học để tiên đoán về phát xạ tự nhiên. Gần đây còn có một nghiên
cứu về nhiệt động học hố đen.
Nhiệt động học là một bộ phận của vật lý thống kê. Cả hai đều nằm
trong số những lý thuyết lớn làm nền tảng cho những kiến thức đương
đại về vật chất.