Vật lý đại cương - Nguyên lý thứ hai nhiệt động lực học phần 2
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (147.29 KB, 7 trang )
<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>
4
3
2
2
3
4
2
2
2
V
V
ln
RT
m
'
Q
V
V
ln
RT
m
Q
'
Q
=
=
=
1
2
1
4
3
2
c
V
V
ln
T
V
V
ln
T
1
=
Trong QT đoạn nhiệt 2 <sub>cã: </sub><sub>T</sub><sub>1</sub><sub>V</sub><sub>2</sub>γ-1<sub>= T</sub> →3
2V3γ-1
vμ 4 →1 cã T<sub>1</sub>V<sub>1</sub>γ-1=T<sub>2</sub>V<sub>4</sub>γ-1
1
2
4
3
V
V
V
V
=
<sub>Hiệu suất chu trình Carnot TN với tác nhân l</sub><sub></sub>
khớ lý t−ởng chỉ phụ thuộc vμo nhiệt độ nguồn
nóng vμ nguồn lạnh.
Nén đẳng nhiệt 3 → 4 có:
1
2
c
T
T
1 −
=
η
⇒
2
'
1
2
2
Q
Q
Q
A
Q
−
=
=
ε
HƯ sè
lμm l¹nh: <sub>1</sub> <sub>2</sub>
</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>
Đ5. Định lý Carnot, hiu sut cc
i ca ng c nhit
1. Định lý Carnot
a. Phát biểu: <i>Hiệu suất động cơ nhiệt thuận</i>
<i>nghịch chạy theo chu trình Carnot với cùng</i>
<i>nguồn nóng vμ</i> <i>nguồn lạnh, đều bằng nhau vμ</i>
<i>không phụ thuộc vμo tác nhân cũng nh−</i> <i>cách</i>
<i>chế tạo máy: </i>η<sub>I</sub> = η<sub>II</sub>
<i>Hiệu suất của động cơ không thuận nghịch nhỏ</i>
<i>hơn hiệu suất của động cơ thuận nghịch.</i>
</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>
T<sub>1</sub>nãng
L¹nh T<sub>2</sub>
I II
Ta có:A’<sub>I</sub>-A’<sub>II</sub>=A’>0 => I+II = động cơ vĩnh cửu.
Cũng t−ơng tự khi η<sub>I</sub> < η<sub>II</sub> . Vô lý. Vậy: η<sub>I</sub> = η<sub>II</sub>
c. Chøng minh η<sub>KTN</sub> < η<sub>TN</sub> :
Gi¶ sư II lμ KTN ngoμi nhiƯt nhả cho nguồn lạnh còn
nhiệt vô ích
b. Chứng minh η<sub>I</sub> = η<sub>II</sub>:
II
II
II
1
,
II
2
II
I
I
I
1
,
I
2
I
Q
'
A
Q
Q
1
Q
'
A
Q
Q
1 − = η = − =
=
η vμ
II
I
,
II
2
,
I
2
II
I > η ⇒ Q < Q ⇒ A' > A'
η
Ghép hai động cơ với nhau, động cơ II chạy theo chiều
ng−ợc: nhận công A’<sub>II</sub> từ động cơ I, nhận nhiệt t
nguồn lạnh T<sub>2</sub> , thải nhiệt vo nguồn nóng T<sub>1</sub>.
I
II
,
I
2
,
II
2
Q
</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>
Hiệu suất của động cơ thuận nghịch bất kì ln
nhỏ hơn hiệu suất của động cơ đó chạy theo chu
trình carnot thuận nghịch với cùng 2 nguồn nhiệt
vμ tác nhân: η<sub>KTN</sub> < η<sub>TN</sub> < η<sub>TNCarnot</sub>
1
2
1
2
T
T
1
Q
'
Q
1 − ≤ −
Hiệu suất của động cơ chạy theo chu trình
Carnot thuận nghịch lμ hiệu suất cực đại.
Dấu = ứng với chu trình
Carnot thuận nghịch.
2. Hiệu suất cực đại của động
c¬ nhiƯt:
</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>
3. KÕt ln:
a. Hiệu suất cực đại ln nhỏ
hơn 1, vì T<sub>2</sub>≠0K & T<sub>1</sub><<∞.
1
T
T
1
1
2
max
=
−
<
η
T<sub>1</sub>K 373 673 1073 1273 2273
η<sub>max</sub> 0,21 0,56 0,73 0,77 0,81
b. NhiƯt kh«ng thĨ biÕn hoμn toμn thμnh c«ng:
A’<sub>max</sub>=η<sub>max</sub>.Q<sub>1</sub> => A’<sub>max</sub><Q<sub>1.</sub>
c. Ph−ơng h−ớng nâng cao HS động cơ nhiệt:
Tăng ΔT →(T<sub>1</sub>↑&T<sub>2</sub>↓); Giảm ma sát
d. Chất l−ợng nguồn nhiệt: Nguồn nhiệt có nhiệt
độ cao hơn thì chất l−ợng tốt hơn.
</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>
S<sub>1</sub>, S<sub>2</sub> - gi¸ trị tích phân Clausius tại các trạng
thái 1, 2.
S -Hm entrôpi của hệ.
S l hm trạng thái
vi phân ton phần:
S
S
S
T
Q
1
2
2
x
1
=
=
+
=
=
S
S
0
0 T
Q
S
S
T
Q
dS
2. Hm entrôpi:
S<sub>0</sub>=0 tại 0K.
</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7>
S
T
Q
T
Q
2
b
1
2
a
1
=
<
Tích phân Clausius theo một quá trình không
thun nghch t trng thỏi 12 nh hn biến
thiên entrơpi của hệ trong q trình đó.
0
T
Q
T
Q
0
T
Q
1
b
2
2
a
1
1
b
2
a
1
<
δ
+
δ
⇒
<
δ
∫
∫
∫
3. Nguyªn lý tăng entrôpi<sub>:</sub>
Quá trình không thuận nghịch
0
2
b
1
T
Q
2
a
1
T
Q
<
+
Đối với quá trình
không thuận nghịch:
0
Q
=
</div>
<!--links-->
