Các khái niệm cơ bản trong Vật Lí

CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN Đối tượng nghiên cứu và nhiệm vụ môn học Nội dung chính Hệ nhiệt động và thông số trạng thái Quá trình và chu trình nhiệt động Kỹ thuật nhiệt Phương trình trạng thái CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Các khái niệm cơ bản Kỹ thuật nhiệt 1.1.1. Đối tượng và phương pháp của nhiệt độ Đối tượng nghiên cứu - Nhiệt động là ngành khoa học nghiên cứu những quy luật khách quan có liên quan đến nhiệt năng và những giải pháp ứng dụng có hiệu quả các quy luật đó vào kỹ thuật. - Cụ thể nhiệt động nghiên cứu các quy luật biến đổi nhiệt thành công; các quá trình và chu trình nhiệt động các hệ thống thiết bị nhiệt CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Các khái niệm cơ bản Kỹ thuật nhiệt 1.1.1. Đối tượng và phương pháp của nhiệt độ Phương pháp nghiên cứu: Bằng phương pháp giải tích, thực nghiệm hoặc kết hợp cả hai - Phương pháp giải tích: Ứng dụng các định luật vật lý kết hợp với các biến đổi toán học để tìm ra công thức thể hiện quy luật các hiện tượng, các quá trình nhiệt động. - Phương pháp thực nghiệm: Tiến hành các thí nghiệm để xác định giá trị các thông số thực nghiệm, từ đó tìm ra các quy luật và công thức thực nghiệm CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Các khái niệm cơ bản Kỹ thuật nhiệt 1.1.2. Hệ nhiệt động và môi trường xung quanh Hệ thống thiết bị nhiệt Trong thực tế gặp nhiều hệ thống thiết bị nhiệt như máy lạnh, máy điều hoà nhiệt độ, các thiết bị sấy, chưng cất, thiết bị nhà máy điện…chúng thực hiện việc chuyển tải nhiệt từ vùng này đến vùng khác hoặc biến đổi nhiệt thành công. * Hệ thống thiết bị: Máy lạnh, máy điều hoà nhiệt độ tiêu tốn công để chuyển tải nhiệt từ vùng có nhiệt độ thấp (buồng lạnh) đến vùng có nhiệt độ cao hơn (không khí bên ngoài). Tua bin hơi của nhà máy nhiệt điện nhận nhiệt từ nguồn nóng (có nhiệt độ cao) nhả nhiệt cho nguồn lạnh để biến đổi nhiệt năng thành cơ năng. CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Các khái niệm cơ bản Kỹ thuật nhiệt 1.1.2. Hệ nhiệt động và môi trường xung quanh Định nghĩa: - Hệ nhiệt động là vật hay hệ vật được tách ra để nghiên cứu tính chất nhiệt động của chúng. Tất cả các vật còn lại ngoài hệ nhiệt động gọi là môi trường xung quanh. Ranh giới giữa hệ nhiệt động và môi trường có thể là vật thật, ranh giới thật nhưng cũng có thể là bề mặt tưởng tượng. Có rất nhiều loại hệ nhiệt động, tuỳ theo tiêu chuẩn phân loại khác nhau. CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Các khái niệm cơ bản Kỹ thuật nhiệt 1.1.2. Hệ nhiệt động và môi trường xung quanh Phân loại hệ nhiệt động - Hệ kín và hệ hở: + Hệ kín là hệ chỉ trao đổi năng lượng nhưng không có trao đổi chất với môi trường xung quanh. + Hệ hở là hệ có trao đổi chất với môi trường xung quanh Ví dụ: Ở tủ lạnh, máy điều hoà nhiệt độ thì lượng môi chất (ga làm lạnh) không thay đổi, do đó nó là hệ kín; Ở trong động cơ xe máy, môi chất chính là lượng khí thay đổi liên tục  Hệ hở CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Các khái niệm cơ bản Kỹ thuật nhiệt 1.1.2. Hệ nhiệt động và môi trường xung quanh Phân loại hệ nhiệt động - Hệ cô lập và hệ đoạn nhiệt + Hệ cô lập là hệ không trao đổi chất, không trao đổi nhiệt và công với môi trường xung quanh. + Hệ đoạn nhiệt là hệ không trao đổi nhiệt với môi trường Trong thực tế, không có hệ hoàn toàn cô lập hoặc đoạn nhiệt, mà chỉ gần đúng với sai số có thể cho phép được CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Các khái niệm cơ bản Kỹ thuật nhiệt 1.1.2. Hệ nhiệt động và môi trường xung quanh Phân loại hệ nhiệt động - Hệ đồng nhất và hệ không đồng nhất: + Hệ đồng nhất là hệ trong đó môi chất chỉ có một pha, đồng nhất về các tính chất vật lý và hoá học trong toàn bộ thể tích. + Hệ không đồng nhất gồm nhiều pha giữa các pha tồn tại ranh giới rõ rệt các tính chất vật lý và hoá học có khác nhau giữa các pha. CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Các khái niệm cơ bản Kỹ thuật nhiệt 1.1.3. Chất môi giới, trạng thái và thông số trạng thái Chất môi giới - Để biến đổi nhiệt thành công, trong các động cơ và các thiết bị nhiệt người ta sử dụng các môi chất trung gian gọi là chất môi giới, môi chất hay chất công tác. - Trong thực tế, môi chất thường ở thể lỏng, thể hơi hoặc khí (dễ nén và giãn nở thuận lợi cho việc trao đổi công) Ví dụ: Các môi chất thường hay sử dụng là nước, không khí, sản phẩm cháy, môi chất lạnh (NH3, frêôn) CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Các khái niệm cơ bản Kỹ thuật nhiệt 1.1.3. Chất môi giới, trạng thái và thông số trạng thái Trạng thái và thông số trạng thái - Trạng thái là một tập hợp các thông số xác định các tính chất nhiệt vật lý của môi chất hay hệ tại một thời điểm nào đó. Nói chung một trạng thái chỉ tồn tại ở một thời điểm nhất định. - Thông số trạng thái là các thông số xác định các tính chất nhiệt vật lý của hệ hoặc môi chất tại một trạng thái nhất định. Thông số trạng thái là hàm đơn trị, có vi phân toàn phần, biến thiên các thông số trạng thái trong một quá trình nào đó chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và cuối của chất môi giới mà không phụ thuộc vào diễn biến quá trình đó. CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Các khái niệm cơ bản Kỹ thuật nhiệt 1.1.3. Chất môi giới, trạng thái và thông số trạng thái Trạng thái và thông số trạng thái Trong nhiệt động thường dùng 3 thông số trạng thái có thể đo trực tiếp được: T: Nhiệt độ p: Áp suất v: Thể tích riêng (khối lượng riêng ) Ngoài ra, còn sử dụng: U: nội năng E: Entapi S: Entropi Các thông số này không đo được trực tiếp mà tính toán được thông qua các thông số trạng thái cơ bản. CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Các khái niệm cơ bản Kỹ thuật nhiệt 1.1.3. Chất môi giới, trạng thái và thông số trạng thái Thể tích riêng v : Thể tích riêng (kg/m3) G : Khối lượng vật  (kg) V : Thể tích của vật   (m3 ) m3/kg kg/m3 r: Khối lượng riêng CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Các khái niệm cơ bản Kỹ thuật nhiệt 1.1.3. Chất môi giới, trạng thái và thông số trạng thái T : Nhiệt độ tuyệt đối, oK m : Khối lượng phân tử  (kg)  : Vận tốc chuyển động tịnh tiến trung bình của các phân tử, m/s k: Hằng số Boltzman, k=1,3805.10-23 (J/độ) Nhiệt độ tuyệt đối Nhiệt độ là đại lượng đặc trưng cho mức độ nóng lạnh của vật. Được xác định theo công thức: CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Các khái niệm cơ bản Kỹ thuật nhiệt 1.1.3. Chất môi giới, trạng thái và thông số trạng thái Nhiệt độ tuyệt đối Thang đo nhiệt độ Trong hệ thống SI thường dùng hai thang đo nhiệt độ: - Thang nhiệt độ bách phân: Nhiệt độ kí hiệu bằng chữ t, đơn vị đo là độ Censius (0C) - Thang đo tuyệt đối: Nhiệt độ kí hiệu bằng chữ T, đơn vị đo là độ Kenvin (oK) Mối quan hệ giữa nhiệt độ tuyệt đối và nhiệt độ bách phân: CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Các khái niệm cơ bản Kỹ thuật nhiệt 1.1.3. Chất môi giới, trạng thái và thông số trạng thái Áp suất Áp suất có giá trị bằng lực tác động vuông góc lên một đơn vị diện tích bề mặt tiếp xúc. Ký hiệu là p, đơn vị là N/m2 (Pa) F: Lực tác động vuông góc lên bề mặt, N S : Diện tích bề mặt chịu tác động, m2 CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Các khái niệm cơ bản Kỹ thuật nhiệt 1.1.3. Chất môi giới, trạng thái và thông số trạng thái Áp suất Theo thuyết động học phân tử, áp suất của chất khí tỷ lệ với động năng chuyển động tịnh tiến trung bình của các phân tử và số các phân tử khí trong một đơn vị thể tích: n : Số phần tử chất khí trong một đơn vị thể tích : Hệ số tỉ lệ phụ thuộc vào kích thước các phân tử và lực tương tác giữa chúng  : Vận tốc chuyển động tịnh tiến trung bình của các phân tử, m/s m: Khối lượng phân tử CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Các khái niệm cơ bản Kỹ thuật nhiệt 1.1.3. Chất môi giới, trạng thái và thông số trạng thái Áp suất - Đơn vị đo áp suất: Sử dụng nhiều đơn vị đo áp suất khác nhau: 1 bar = 105 N/m2 , 1 at = 9,81.104N/m2 = 735,5mmHg = 1kG/cm2 - Các loại áp suất và dụng cụ đo áp suất: + Áp suất tuyệt đối: là áp suất của môi chất so với chân không tuyệt đối, nó là thông số trạng thái. Thường được đo gián tiếp qua áp suất khí trời B và phần dư áp suất tuyệt đối so với áp suất khí trời CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Các khái niệm cơ bản Kỹ thuật nhiệt 1.1.3. Chất môi giới, trạng thái và thông số trạng thái Áp suất - Khi áp suất tuyệt đối của môi chất lớn hơn áp suất khí quyển thì hiệu giữa áp suất tuyệt đối và áp suất khí trời là áp suất dư pd. Áp suất dư được đo: pd = p - B - Khi áp suất tuyệt đối của môi chất nhỏ hơn áp suất khí trời thì hiệu áp suất khí trời B và áp suất tuyệt đối là độ chân không pck. Độ chân không được đo bằng chân không kế: pck = B - p CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Các khái niệm cơ bản Kỹ thuật nhiệt 1.1.3. Chất môi giới, trạng thái và thông số trạng thái Áp suất Quan hệ giữa các loại áp suất CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Các khái niệm cơ bản Kỹ thuật nhiệt 1.1.3. Chất môi giới, trạng thái và thông số trạng thái Nội năng Nội năng là tổng năng lượng bên trong nội bộ vật chất, bao gồm: hoá năng, năng lượng nguyên tử và nội nhiệt năng. Thực tế khi nghiên cứu các chất khí không có phản ứng hoá học và phản ứng hạt nhân nên chí có nội nhiệt năng thay đổi. Trong nhiệt động học nội năng chính là nội nhiệt năng Nội năng bao gồm hai thành phần: nội động năng và nội thế năng. Nội động năng là động năng cuat chuyển động tịnh tiến, chuyển động quay, dao động của các phân tử, nguyên tử; còn nội thế năng là thế năng tương tác giữa các phần tử CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Các khái niệm cơ bản Kỹ thuật nhiệt 1.1.3. Chất môi giới, trạng thái và thông số trạng thái Nội năng Nội động năng là hàm nhiệt độ Ud = f(t) Nội thế năng là hàm của thể tích Uth = f(v)  Nội năng là một hàm trạng thái U = f(T,v) Đối với khí lý tưởng: Trong mọi quá trình nội năng được xác định Đối với 1kg môi chất, nội năng ký hiệu là u (j/kg). Đối với Gkg ký hiệu là U (J). Ngoài ra còn sử dụng: Kcal, KWh; Btu…. 1kj = 0,239 kcal = 277,78.10-6 kwh = 0,048 Btu Cv - Nhiệt dung riêng khối lượng đẳng tích CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Các khái niệm cơ bản Kỹ thuật nhiệt 1.1.3. Chất môi giới, trạng thái và thông số trạng thái Nội năng Trong quá trình nhiệt động người ta chỉ quan tâm đến biến thiên động năng mà không cần biết chính xác giá trị nội năng ở từng trạng thái. Vì vậy người ta chọn gốc tại đó nội năng bằng 0 là ở t=0,01 oC và p = 0,0062 at (điểm ba thể nước) CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Các khái niệm cơ bản Kỹ thuật nhiệt 1.1.3. Chất môi giới, trạng thái và thông số trạng thái Entanpi: Là thông số trạng thái Đối với 1kg, entanpi được ký hiệu là i (j/kg); Đối với Gkg ký hiệu là I (J) Phương trình vi phân Khí lý tưởng Nhiệt dung riêng khối lượng đẳng áp CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Các khái niệm cơ bản Kỹ thuật nhiệt 1.1.3. Chất môi giới, trạng thái và thông số trạng thái Entanpi Tương tự như nội năng, trong các quá trình nhiệt động người ta chỉ cần biết biến thiên entanpi mà không cần biết giá trị cụ thể của entanpi của các trạng thái. Do đó quy ước giá trị entanpi ở điểm T=0oK hoặc điểm ba của nước có giá trị bằng i=0 CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Các khái niệm cơ bản Kỹ thuật nhiệt 1.1.3. Chất môi giới, trạng thái và thông số trạng thái Entropi Là thông số trạng thái, vi phân toàn phần xác định theo: Đối với G kg môi chất: Biến thiên Entropi Giống như nội năng và entanpi, người ta lấy điểm gốc ở đó entropi có s=0 ở điểm bất kỳ CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Các khái niệm cơ bản Kỹ thuật nhiệt 1.1.3. Chất môi giới, trạng thái và thông số trạng thái Execgi Trong thực tế, tất cả các dạng năng lượng (trừ nhiệt năng) đều có thể biến hoàn toàn thành công trong quá trình thuận nghịch. Ngược lại, nhiệt năng chỉ có thể biến đổi một phần thành công trong quá trình thuận nghịch. Phần năng lượng đó được gọi là Execgi (E hoặc e) còn phần năng lượng không thể biến thành công được gọi là anecgi (A hoặc a) CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Các khái niệm cơ bản Kỹ thuật nhiệt 1.1.4. Quá trình nhiệt động và chu trình nhiệt động Quá trình nhiệt động Quá trình nhiệt động là quá trình biến đổi liên tục trạng thái của một hệ nhiệt động. Điều kiện để xảy ra quá trình nhiệt động là có sự trao đổi nhiệt và công vơi môi trường xung quanh CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Các khái niệm cơ bản Kỹ thuật nhiệt 1.1.4. Quá trình nhiệt động và chu trình nhiệt động Chu trình nhiệt động Một quá trình mà trạng thái đầu và trạng thái cuối trùng nhau thì gọi là chu trình, tức là một quá trình khép kín. Ngoài trừ các động cơ nhiệt đốt nhiên liệu, các động cơ và máy nhiệt khác thường làm việc theo chu trình. Sở dĩ như vậy là vì sinh công (hay nhiệt) một cách liên tục cần biến đổi trạng thái chất môi giới một cách liên tục. Nhưng để hạn chế lượng môi chất sử dụng người ta phải tiến hành biến đổi trạng thái chất môi giới trở lại trạng thái ban đầu để tiếp tục sinh công (nhiệt) vì thế nên tạo chu trình. CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Các khái niệm cơ bản Kỹ thuật nhiệt 1.1.4. Quá trình nhiệt động và chu trình nhiệt động Chu trình nhiệt động CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.2. Phương trình trạng thái của chất khí Kỹ thuật nhiệt - Khí lý tưởng là chất khí mà thể tích của các phân tử bằng không và giữa các phân tử không có lực tương tác qua lại. - Khí thực là khí mà giữa các phân tử có lực tương tác và thể tích của nó khác không. Trên thực tế không có khí lý tưởng mà chỉ toàn là khí thực. Tuy nhiên trong điều kiện nhất định khi ở nhiệt độ cao, thể tích riêng lớn thì thể tích của phân tử chất khí rất bé so với thể tích khối khí và lực tương tác giữa các phân tử rất nhỏ có thể bỏ qua, lúc đó coi là khí lý tưởng CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.2. Phương trình trạng thái của chất khí Kỹ thuật nhiệt Phương trình trạng thái CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.2. Phương trình trạng thái của chất khí Kỹ thuật nhiệt 1.2.1. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng Theo thuyết động học phân tử, áp suất tuyệt đối của môi chất có thể xác định như sau: n : Số phần tử chất khí trong một đơn vị thể tích : Hệ số tỉ lệ phụ thuộc vào kích thước các phân tử và lực tương tác giữa chúng  : Vận tốc chuyển động tịnh tiến trung bình của các phân tử, m/s m: Khối lượng phân tử (kg/kmol) Đối với khí lý tưởng a=1 CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.2. Phương trình trạng thái của chất khí Kỹ thuật nhiệt 1.2.1. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng Số phân tử trong một đơn vị thể tích là: N, Nm : Số lượng phân tử trong thể tích V và trong 1kmol chất khí V, Vm : Thể tích của khối khí và của 1 kmol chất khí (ở điều kiện tiêu chuẩn: p=101326Pa, t= 0oC) , m3. Đối với khí bất kỳ (ĐKTC) Vm = 22,4 m3 CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.2. Phương trình trạng thái của chất khí Kỹ thuật nhiệt 1.2.1. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng Hay: Theo Avogadro thì 1kmol khí bất kỳ có 6,0228.1026 phân tử. Đối với mọi chất khí thì Rm = Nm.k = const = 8314 J/kmol (hằng số phổ biến của chất khí) Chia cả hai vế cho m ( kilomol) CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.2. Phương trình trạng thái của chất khí Kỹ thuật nhiệt 1.2.1. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng - Đối với 1kg chất khí phương trình có dạng: - Đối với một khối lượng G bất kỳ chất khí phương trình có dạng: - Đối với 1 kilômol chất khí (G=m, V=Vm ) phương trình có dạng: CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.2. Phương trình trạng thái của chất khí Kỹ thuật nhiệt 1.2.2. Phương trình trạng thái của khí thực Do khí thực có lực tương tác giữa các phân tử và thể tích của chúng. Để đặc trưng cho sự sai khác của khí thực và khí lý tưởng người ta dùng hệ số nén Z: - Khí lý tưởng Z =1 - Khí thực Z ≠ 1 Vì vậy, đối với khí thực, dựa trên phương trình trạng thái của khí lý tưởng người ta đưa ra các hệ số điều chỉnh, tính đến các yếu tố ảnh hưởng trên. CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.2. Phương trình trạng thái của chất khí Kỹ thuật nhiệt 1.2.2. Phương trình trạng thái của khí thực Phương trình Vandecvan: a/v2 - hệ số hiệu chỉnh về áp suất khi có lực hút giữa các phần tử b - Hệ số tính đến thể tích của các phần tử Các hệ số a, b được xác định qua trạng thái tới hạn của chất khí và tính theo công thức sau: Tk, pk là nhiệt độ và áp suất của môi chất ở trạng thái tới hạn CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.2. Phương trình trạng thái của chất khí Kỹ thuật nhiệt 1.2.2. Phương trình trạng thái của khí thực Khi chú ý tới hiện tượng kết hợp mạnh mẽ giữa các phần tử khí thực dưới ảnh hưởng của lực tương tác của các phần tử, Vukalôvich và Nôvikôv đã đưa ra phương trình có độ chính xác cao hơn, đặc biệt phù hợp với hơi nước: Trong đó: c, m là các hằng số xác định bằng thực nghiệm CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.3. Hỗn hợp khí lý tưởng Kỹ thuật nhiệt 1.3.1. Khái niệm - Hỗn hợp khí lý tưởng là một khí lý tưởng tương đương trong đó không xảy ra các phản ứng hoá học mà chỉ là hỗn hợp cơ học của nhiều chất khí - Áp suất riêng phần (phân áp suất): Áp suất riêng phần của một chất khí trong hỗn hợp là áp suất của chất khí khi tách nó ra nhưng giữ nguyên nhiệt độ và thể tích của hỗn hợp. CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.3. Hỗn hợp khí lý tưởng Kỹ thuật nhiệt 1.3.1. Khái niệm - Hỗn hợp khí lý tưởng là một khí lý tưởng tương đương trong đó không xảy ra các phản ứng hoá học mà chỉ là hỗn hợp cơ học của nhiều chất khí - Áp suất riêng phần (phân áp suất): Áp suất riêng phần của một chất khí trong hỗn hợp là áp suất của chất khí khi tách nó ra nhưng giữ nguyên nhiệt độ và thể tích của hỗn hợp. CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.3. Hỗn hợp khí lý tưởng Kỹ thuật nhiệt 1.3.1. Khái niệm - Thể tích riêng phần (phân thể tích): Thể tích riêng phần của một chất khí trong hỗn hợp là thể tích của chất khí đó khi tách nó ra khỏi hỗn hợp nhưng giữ nguyên áp suất và nhiệt độ của hỗn hợp V1 V2 CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.3. Hỗn hợp khí lý tưởng Kỹ thuật nhiệt 1.3.1. Khái niệm - Định luật Dalton: Trong điều kiện không có phản ứng hoá học thì áp suất của hỗn hợp khí bằng tổng phân áp suất của các chất khí tạo nên hỗn hợp Trong đó: p – Áp suất của hỗn hợp pi – phân áp suất của các chất khí N/m2 CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.3. Hỗn hợp khí lý tưởng Kỹ thuật nhiệt 1.3.1. Khái niệm - Định luật Dalton: - Nhiệt độ của các chất khí thành phần bằng nhiệt độ của hỗn hợp khí - Khối lượng của hỗn hợp khí bằng khối lượng của tất cả các khí thành phần tạo nên hỗn hợp - Thể tích của hỗn hợp khí bằng tổng thể tích của tất cả các chất khí thành phần tạo nên hỗn hợp: CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.3. Hỗn hợp khí lý tưởng Kỹ thuật nhiệt 1.3.2. Các thành phần của hỗn hợp Thành phần khối lượng : Thành phần khối lượng của chất khí trong một hỗn hợp là tỉ số giữa khối lượng chất khí đó với khối lượng hỗn hợp Trong đó: gi – thành phần khối lượng của chất khí thứ I Gi - khối lượng của chất khí thứ i trong hỗn hợp, kg G - khối lượng của hỗn hợp, kg CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.3. Hỗn hợp khí lý tưởng Kỹ thuật nhiệt 1.3.2. Các thành phần của hỗn hợp Thành phần thể tích: là tỷ số giữa thể tích riêng phần của chất khí đó với thể tích hỗn hợp Trong đó: ri – thành phần thể tích của chất khí thứ i Vi - thể tích riêng phần của chất khí thứ i trong hỗn hợp, m3 V - Thể tích của hỗn hợp, m3 CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.3. Hỗn hợp khí lý tưởng Kỹ thuật nhiệt 1.3.2. Các thành phần của hỗn hợp Thành phần mol: Thành phần mol của chất khí trong một hỗn hợp là tỉ số giữa số kmol của chất khí đó với só kmol của hỗn hợp Trong đó: ri – thành phần mol của chất khí thứ i mi - số kmol của chất khí thứ i trong hỗn hợp m - số kmol của hỗn hợp, m3 CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.3. Hỗn hợp khí lý tưởng Kỹ thuật nhiệt 1.3.2. Các thành phần của hỗn hợp Thành phần mol: Thành phần mol của chất khí trong một hỗn hợp là tỉ số giữa số kmol của chất khí đó với só kmol của hỗn hợp Theo định luật Avogadro: Trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất thì thể tích của 1kmol của tất cả các chất khí đều bằng nhau: Như vậy thành phần mol bằng thành phần thể tích CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.3. Hỗn hợp khí lý tưởng Kỹ thuật nhiệt 1.3.2. Các thành phần của hỗn hợp Quan hệ giữa các thành phần - Tính thành phần khối lượng theo thành phần thể tích - Tính thành phần thể tích theo thành phần khối lượng CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.3. Hỗn hợp khí lý tưởng Kỹ thuật nhiệt 1.3.3. Phương trình trạng thái của khí hỗn hợp Vì hỗn hợp khí lý tưởng là một khí lý tưởng nên có thể áp dụng phương trình trạng thái của khí lý tưởng cho hỗn hợp khí lý tưởng. Vấn đề là phải xác định các thông số trạng thái của hỗn hợp Khối lượng của h