Nhiệt dung riêng, công và định luật nhiệt động 1

CHƯƠNG : NHIỆT DUNG RIÊNG, CÔNG VÀ ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG 1 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 : NHIỆT DUNG RIÊNG, CÔNG VÀ ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG 1 Kỹ thuật nhiệt 2.1. Khái niệm nhiệt và công 2.1.1. Nhiệt lượng - Nhiệt là hình thức thể hiện sự truyền năng lượng giữa các phân tử khi chuyển động hỗn loạn bên trong nội bộ vật chất, đó là sự truyền năng lượng khi có chuyển động vi mô. - Khi hai vật tiếp xúc với nhau thì nội năng của vật nóng hơn sẽ truyền sang vật lạnh hơn. Quá trình chuyển nội năng này gọi là quá trình truyền nhiệt. Lượng nội năng truyền được trong quá trình đó gọi là nhiệt lượng trao đổi giữa hai vật. Ký hiệu: Q - Nếu tính cho G kg , J q - Nếu tính cho 1 kg, J/kg Quy ước: q>0 vật nhận nhiệt; q0 vật sinh công; qp1) Quá trình 1-2 là một hàm trạng thái CHƯƠNG : NHIỆT DUNG RIÊNG, CÔNG VÀ ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG 1 Kỹ thuật nhiệt 2.3. Các loại công 2.3.3. Công lưu động (năng lượng đẩy) Công giãn nở bằng tổng công kỹ thuật cộng với công lưu động CHƯƠNG : NHIỆT DUNG RIÊNG, CÔNG VÀ ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG 1 Kỹ thuật nhiệt 2.3. Các loại công 2.3.4. Công ngoài Khái niệm: Ký hiệu ln (J/kg) hoặc Ln (J) là công mà hệ trao đổi với môi trường trong các quá trình nhiệt động. Đây là công có ích mà hệ nhận được từ bên ngoài. Hệ sinh ngoại công khi xảy ra một trong các trường hợp sau: Thể tích của môi chất tăng, ngoại động năng giảm, ngoại thế năng giảm, năng lượng lưu động (năng lượng đẩy) giảm CHƯƠNG : NHIỆT DUNG RIÊNG, CÔNG VÀ ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG 1 Kỹ thuật nhiệt 2.3. Các loại công 2.3.4. Công ngoài Công ngoài bằng tổng công kỹ thuật, công do giảm ngoại động năng và giảm ngoại thế năng CHƯƠNG : NHIỆT DUNG RIÊNG, CÔNG VÀ ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG 1 Kỹ thuật nhiệt 2.4. Định luật nhiệt động 1 2.4.1 Năng lượng toàn phần của hệ Năng lượng toàn phần của một hệ nhiệt động gồm: - Nội năng u - Năng lượng đẩy d: Chỉ có trong hệ hở, đó là năng lượng làm chuyển động dòng môi chất - Ngoại thế năng: Năng lượng do chênh lệch độ cao - Ngoại động năng CHƯƠNG : NHIỆT DUNG RIÊNG, CÔNG VÀ ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG 1 Kỹ thuật nhiệt 2.4. Định luật nhiệt động 1 2.4.1 Năng lượng toàn phần của hệ Xét 1kg môi chất Xét G kg môi chất Bỏ qua ngoại thế năng Hệ kín: or CHƯƠNG : NHIỆT DUNG RIÊNG, CÔNG VÀ ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG 1 Kỹ thuật nhiệt 2.4. Định luật nhiệt động 1 2.4.2 Nội dung và ý nghĩa của định luật nhiệt động I 2.4.2.1 Nội dung và ý nghĩa của định luật nhiệt động I * Thực chất là định luật bảo toàn năng lượng ứng dụng trong phạm vi nhiệt. Nội dung: Giữa nhiệt năng và các dạng năng lượng khác có thể biến hoá lẫn nhau khi một lượng nhiệt năng tiêu hao tất sẽ sinh ta một lượng năng lượng khác tương ứng và tổng năng lượng môi chất là không đổi “Nhiệt có thể biến đổi thành công và ngược lại công có thể biến đổi thành nhiệt” CHƯƠNG : NHIỆT DUNG RIÊNG, CÔNG VÀ ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG 1 Kỹ thuật nhiệt 2.4. Định luật nhiệt động 1 2.4.2 Nội dung và ý nghĩa của định luật nhiệt động I 2.4.2.2 Biểu thức định luật nhiệt động I * Dạng tổng quát Q: Nhiệt lượng được cung cấp W=W2-W1: Lượng biến đổi năng lượng toàn phần Ln: Ngoại công được sinh ra tác động lên môi trường Với 1 kg môi chất q = w + ln CHƯƠNG : NHIỆT DUNG RIÊNG, CÔNG VÀ ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG 1 Kỹ thuật nhiệt 2.4. Định luật nhiệt động 1 2.4.2 Nội dung và ý nghĩa của định luật nhiệt động I 2.4.2.2 Biểu thức định luật nhiệt động I * Hệ kín Không có ngoại động năng, ngoại thế năng và năng lượng đẩy nên: w = u và ln = l CHƯƠNG : NHIỆT DUNG RIÊNG, CÔNG VÀ ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG 1 Kỹ thuật nhiệt 2.4. Định luật nhiệt động 1 2.4.2 Nội dung và ý nghĩa của định luật nhiệt động I 2.4.2.2 Biểu thức định luật nhiệt động I * Hệ hở CHƯƠNG : NHIỆT DUNG RIÊNG, CÔNG VÀ ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG 1 Kỹ thuật nhiệt 2.4. Định luật nhiệt động 1 2.4.2 Nội dung và ý nghĩa của định luật nhiệt động I 2.4.2.2 Biểu thức định luật nhiệt động I * Khí lý tưởng Thay du = Cv.dT và di = Cp.dT CHƯƠNG : NHIỆT DUNG RIÊNG, CÔNG VÀ ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG 1 Kỹ thuật nhiệt 2.4. Định luật nhiệt động 1 2.4.2 Nội dung và ý nghĩa của định luật nhiệt động I 2.4.2.2 Biểu thức định luật nhiệt động I * Dòng khí chuyển động Đối với dòng lưu động, là một hệ hở  ln = 0 và coi h=0