§ 2.1 Một số ví dụ Ví dụ 1: Một cylinder có đường kính d = 100 mm chứa khí CO2, piston đặt đối trọng có khối lượng 150 kg Ở điều kiện cân người ta dùng chốt giữ phía piston, chiều cao khối khí cylind h = 150 mm Nhiệt độ khối khí lúc đầu 100oC, sau gia nhiệt – nhiệt độ tăng lên 177oC Bỏ qua khối lượng piston, xác định: a Nhiệt lượng cần cung cấp cho khối khí theo cách: xem NDR số phụ thuộc vào nhiệt độ b Tính áp suất lúc sau Giải • Thể tích khí ban đầu: π.d V1 = S.h = h = 7,854.10 − × 0,15 = 1,1781.10 − m • p suất ban đầu: pm = m.g 150 × 9,81 = 1,87357.10 Pa = −3 S 7,854.10 p kq = 10 Pa p1 = p m + p kq = 2,87357.10 Pa • Hằng số khí nhiệt độ lúc ban đầu: 8314 = 188,9545 J /( kg.K ) 44 T1 = 100 + 273,15 = 373,15 K R= Nguyễn CuuDuongThanCong.com toàn phong of Chương II _ NHIỆT LƯNG & CÔNG https://fb.com/tailieudientucntt • Khối lượng khí bình: p1.V1 2,87357.10 × 1,1781.10 −3 G= = = 0,0048 kg R.T1 188,9545 × 373,15 Nhận xét: Khi giãn nở thể tích khối khí có khuynh hướng tăng lên, bị chốt giữ phía nên thể tích không thay đổi, làm áp suất tăng a Quá trình nhận nhiệt trình đẳng tích • Trường hợp NDR số: CO2 khí nguyên tử, tra bảng NDR mol: cμv = 29,099 kJ /(kmol.K ) cv = cμv 29,099 = = 0,661341 kJ /( kg.K ) μ 44 Nhiệt lượng nhận là: Q v = G.cv ΔT = 0,0048 × 0,661341 × (177 − 100 ) = 0,2444 kJ • Trường hợp NDR phụ thuộc nhiệt độ: Từ phụ lục bảng 2, ta có: cvtb = 0,6764 + 0,0001065 t , với t = t1 + t = 277o C theá vào ta được: cvtb = 0,706 kJ /( kg.K ) Nhiệt lượng nhận là: Q tv = G.cvtb ΔT = 0,0048 × 0,7059 × (177 − 100 ) = 0,261 kJ • Sai số hai trường hợp: Q tv − Q v 0,261 − 0,244 = = 6,5% Q tv 0,261 b Tính áp suất lúc sau p2 = p1 Nguyễn CuuDuongThanCong.com toàn phong T2 177 + 273,15 = 2,87357 × = 3,466535 bar T1 100 + 273,15 of Chương II _ NHIỆT LƯNG & CÔNG https://fb.com/tailieudientucntt Ví dụ 2: Với số liệu ví dụ 1, làm nguội khối khí xuống 37oC Hãy xác định: a Nhiệt lượng trao đổi với môi trường b Độ dịch chuyển piston Giải a Nhiệt lượng trao đổi với môi trường Nhận xét: Quá trình làm nguội làm cho khối khí bị co lại, phía không bị chốt chặn áp lực tác động lên khối khí không thay đổi, nên trình đẳng áp cμp = 37,413 kJ /( kmol.K ) cp = 0,8503 kJ /( kg.K ) Q p = G.cp (t − t1 ) = 0,0048 × 0,8503 × (− 63) = − 0,257 kJ b Độ dịch chuyển piston Ta có: p.V = G.R.T → p.ΔV = G.R.ΔT ΔV = G.R 0,0048 × 188,9545 × (− 63) = − 0,0002 m ΔT = p 2,87357 10 Dấu “−” thể tích giảm xuống Piston dịch xuống đoạn: Δh = ΔV 0,0002 = = 0,0255 m = 25,5 mm S 7,854.10 − Caùch khaùc: ⎞ ⎛T V2 T2 = → ΔV = V2 − V1 = V1 ⎜⎜ − 1⎟⎟ hay V1 T1 ⎠ ⎝ T1 ⎞ ⎛T ⎛ 310,15 ⎞ − 1⎟ = −25,325 mm Δh = h1 ⎜⎜ − 1⎟⎟ = 150 × ⎜ T 373 , 15 ⎝ ⎠ ⎠ ⎝ Nguyeãn CuuDuongThanCong.com toàn phong of Chương II _ NHIỆT LƯNG & CÔNG https://fb.com/tailieudientucntt Ví dụ 3: Với số liệu ví dụ 1, làm nguội khối khí xuống 37oC Hãy xác định: a Nhiệt lượng trao đổi với môi trường b Độ dịch chuyển piston Giải Nguyễn CuuDuongThanCong.com toàn phong of Chương II _ NHIỆT LƯNG & CÔNG https://fb.com/tailieudientucntt ... suất lúc sau p2 = p1 Nguyễn CuuDuongThanCong. com toàn phong T2 177 + 273,15 = 2,87357 × = 3,466535 bar T1 100 + 273,15 of Chương II _ NHIỆT LƯNG & CÔNG https://fb .com/ tailieudientucntt Ví dụ... mm Δh = h1 ⎜⎜ − 1⎟⎟ = 150 × ⎜ T 373 , 15 ⎝ ⎠ ⎠ ⎝ Nguyeãn CuuDuongThanCong. com toàn phong of Chương II _ NHIỆT LƯNG & CÔNG https://fb .com/ tailieudientucntt Ví dụ 3: Với số liệu ví dụ 1, làm nguội... trao đổi với môi trường b Độ dịch chuyển piston Giải Nguyễn CuuDuongThanCong. com toàn phong of Chương II _ NHIỆT LƯNG & CÔNG https://fb .com/ tailieudientucntt