Chương 2: Năng lượng của hệ nhiệt động lực học và định luật nhiệt động 1 pptx

Năng lượng của hệ nhiệt động II.3.. Nhiệt lượng và cách tính nhiệtNhiệt lượng: Là lượng năng lượng trao đổi giữa hệ thống và môi trường khi có sự chênh lệch nhiệt độ.. Truyền nhiệt do dẫ

II.1 Nhiệt lượng và cách tính nhiệt II.2 Năng lượng của hệ nhiệt động II.3 Các loại công

II.4 Định luật nhiệt động 1

II.1 Nhiệt lượng và cách tính nhiệt

Nhiệt lượng: Là lượng năng lượng trao đổi giữa hệ

thống và môi trường khi có sự chênh lệch nhiệt độ

 

2

1

Q Q

II.1.1 Các phương thức truyền nhiệt

a Truyền nhiệt do dẫn nhiệt

Nhiệt lượng trao đổi do sự tiếp xúc trực tiếp của các vật rắn, hoặc ngay trong cùng vật rắn có chênh lệch nhiệt độ

 

dx

dt A

t

Qx     

b Truyền nhiệt do đối lưu

Nhiệt lượng trao đổi giữa lưu chất và bề mặt rắn, quátrình này luôn có kèm theo sự lưu động tương đối của lưu chất trên về mặt

 t b t f 

A

c Truyền nhiệt do bức xạ

Trường hợp hai vật rắn không tiếp xúc trực tiếp nhau, môi trường giữa chúng là chân không, thì giữa hai vật này vẫn có trao đổi nhiệt Nhiệt lượng trao đổi trong trường hợp này là bức xạ nhiệt

4

T A

a Tính nhiệt lượng theo sự thay đổi nhiệt độ ( theo nhiệt dung riêng)

II.1.2 Tính nhiệt lượng theo biến đổi trạng thái của chất môi giới

Nhiệt dung riêng của chất khí là nhiệt lượng cần thiết cung cấp cho một đơn vị chất khí để nhiệt độ của nó

tăng lên một độ theo một quá trình nào đó

) K đvmc /

J (

; dt đq

C 

2 1

t

t

t t 1

t

q t

t

q C

 NDR thực: là NDR tại một giá trị nhiệt độ nào đó:

) K đvmc /

J (

; dt đq

C 

1[kg] - NDR khối lượng, C[kJ/kg.độ]

1[m3tc] - NDR thể tích, C’[kJ/m3tc độ]

 Theo đơn vị đo môi chất:

+ Quá trình có thể tích không đổi

tc.độ)

 Sự phụ thuộc của NDR vào nhiệt độ

 NDR của khí lý tưởng: C=const

BẢNG NHIỆT DUNG RIÊNG CỦA KHÍ LÝ TƯỞNG

1, 30

12,6 20,9

29, 3

20,9 29,3 37,7

 NDR phụ thuộc vào nhiệt độ

t '.

a a

t

2

a a

dt

C t

1

t

0 t

- NDR trung bình trong khoảng nhiệt độ t1đến t2

2

1

2 1

.

C t

1 dt

.

C t

1 C

C t C t  a a '.( t t ) t

1

0 2

t 0

t t

1 2

2 1

 NDR của hỗn hợp khí

G.C=G1.C1+G2.C2+…+Gn.Cn

i n

1 i

i n

n 2

2 1

1

n

n 2

2 1

1

C g C

g

C g C

g C

C

G

G

C

G

G C

G

G C

1 i

i n

n 2

2 1

1

n

n 2

2 1

1

C g C

g

C g C

g C

C

G

G

C

G

G C

G

G C

n

1 i

n

1 i

i

 Cách tính nhiệt

Q=G.C.∆t; (J)Q=Vtc.C’.∆t; (J)Q=m.Cµ.∆t; (J)

b Tính nhiệt theo biến thiên entropi

T đq

ds 

Vì vậy đồ thị T-s gọi là đồ thị nhiệt.

c.Tính nhiệt theo sự biến đổi pha

Nhiệt lượng dùng để làm biến đổi pha của 1 kg chất môi giới gọi là nhiệt ẩn chuyển pha, r (kJ/kg)

q G

Quy ước:

- Nếu q > 0 môi chất nhận nhiệt

- Nếu q < 0 môi chất thải nhiệt

Rắn  Lỏng: Nhiệt ẩn nóng chảy : q=+r Lỏng  Rắn: Nhiệt ẩn kết tinh: q=-r

Lỏng  Hơi: Nhiệt ẩn hóa hơi: q=+r

Hơi  Lỏng: Nhiệt ẩn ngưng tụ: q=-r

II.2 Năng lượng của hệ nhiệt động

II.2.1 Năng lượng của hệ nhiệt động

II.2.2 Năng lượng toàn phần của hệ nhiệt động

2

; ( / ) 2

- Với hệ hở: U+D=I hoặc H

2

2

II.3 Các loại công

II.3.1 Công thay đổi thể tích:W tt

dx S

p dx

F



II.3.2 Công kỹ thuật: w kt (J/kg); W kt =m.w kt (J)

II.3.3 Công ngoài: w n (J/kg); W n =m.w n (J)

Công ngoài là công mà hệ nhiệt động đã trao đổi với môi trường Là công hữu ích ta nhận được từ hệ hoặc tác động tới hệ

II.4.1 Nội dung và ý nghĩa

- Mối tương quan giữa nhiệt năng và các dạng năng lượng khác

- Tính bảo toàn của năng lượng

II.4 Định luật nhiệt động thứ nhất

II.4.2 PT định luật nhiệt động thứ nhất

Giả sử môi chất trong hệ nhận lượng nhiệt Q từ môi trường, lúc này năng lượng toàn phần của hệ biến đổi một lượng ∆E và có thể sinh công Wn12

Q = ∆E + Wn12; (J)

q = ∆e + wn12; (J/kg)

a Dạng tổng quát của PT ĐL nhiệt động thứ nhất

b PTĐL nhiệt động thứ nhất đối với hệ kín và hở

 Đối với hệ kín: ∆e= ∆u ; wn12=wtt12

q = ∆u +wtt12

 Đối với hệ hở:

2

2

c ĐL nhiệt động I cho dòng khí (hơi) chuyển động

Dòng khí chuyển động trong các ống là một hệ hở khi không thực hiện công ngoài đối với môi trường (wn12=0)

2

2

d ĐL nhiệt động I đối với quá trình hỗn hợp