Các định luật Nhiệt động lực học kỹ thuật ôn tập nhiệt động lực học nhiệt động trong kỹ thuật Sinh viên đại học công nghiệp Hà Nội Trường cơ khíoto Đ nh lu t b o toàn năng l ng: ị ậ ả ượ Đ nh lu t nhi t đ ng ị ậ ệ ộ thứ 1 Năng l ng không t sinh ra và m t đi, nó ch có th chuy n t ượ ự ấ ỉ ể ể ừ h th ng này sang h th ng khác d i nh ng d ng khác nhau ệ ố ệ ố ướ ữ ạ nh ng t ng năng l ng c a 1 h cô l p đ c b o toàn trong m i ư ổ ượ ủ ệ ậ ượ ả ọ đi u ki n. ề ệ Webiste: https:haui.edu.vn 2.1. Đ NH LU T NHI T Đ NG TH NH T Ị Ậ Ệ Ộ Ứ Ấ Đ nh lu t nhi t đ ng th nh t ị ậ ệ ộ ứ ấ Kh o sát h th ng nhi t đ ng và môi tr ng; năng l ng c a h ả ệ ố ệ ộ ườ ượ ủ ệ là U, năng l ng c a môi tr ng là E ượ ủ ườ 0 Cho h U và môi tr ng t ng tác v i nhau ệ ườ ươ ớ Webiste: https:haui.edu.vn 2.1. Đ NH LU T NHI T Đ NG TH NH T Ị Ậ Ệ Ộ Ứ Ấ + H nh n năng l ng t môi tr ng m t l ng: ∆U ệ ậ ượ ừ ườ ộ ượ + Môi tr ng b gi m m t l ng năng l ng:∆E ườ ị ả ộ ượ ượ 0 → Năng l ng c a h sau t ng tác (U + ∆U) và c a môi tr ng là ượ ủ ệ ươ ủ ườ (E0 ∆E0 ). Webiste: https:haui.edu.vn 2.1. Đ NH LU T NHI T Đ NG TH NH T Ị Ậ Ệ Ộ Ứ Ấ G p h và môi tr ng thành h kín m i. H m i cô l p vì không ộ ệ ườ ệ ớ ệ ớ ậ có s t ng tác v i bên ngoài. ự ươ ớ Theo đ nh lu t b o toàn và chuy n hóa năng l ng thì năng ị ậ ả ể ượ l ng c a h luôn đ c b o toàn trong m i đi u ki n. ượ ủ ệ ượ ả ọ ề ệ U + E0 = (U + ∆U) + (E0 ∆E0 ) = Const (1) → ∆U ∆E0 = 0 hay ∆U = ∆E0 (2) KL: T ng năng l ng h trao đ i v i bên ngoài b ng ổ ượ ệ ổ ớ ằ bi nế thiên n i năng c a h ộ ủ ệ Webiste: https:haui.edu.vn 2.1. Đ NH LU T NHI T Đ NG TH NH T Ị Ậ Ệ Ộ Ứ Ấ Năng l ng đó bu c ph i đi qua biên gi i c a h nên nó bu c ượ ộ ả ớ ủ ệ ộ ph i là công và nhi t. ả ệ Theo quy c, h nh n công mang d u (+); h nh n nhi t mang ướ ệ ậ ấ ệ ậ ệ d u (+) ấ → ∆E0 = L Q (3) Thay pt (3) và (2) ta đ c bi u th c: ượ ể ứ Q = ∆U + L (4) Phát bi u: ể L ng nhi t h nh n đ c s làm thay ượ ệ ệ ậ ượ ẽ đ i n i năng và sinh công. ổ ộ Webiste: https:haui.edu.vn 2.1. Đ NH LU T NHI T Đ NG TH NH T Ị Ậ Ệ Ộ Ứ Ấ Đ nh lu t nhi t đ ng 1 vi t cho h kín: ị ậ ệ ộ ế ệ Bi u th c (4) vi t d i d ng vi phân: ể ứ ế ướ ạ dQ = dU + dL (5) N u vi t cho 1Kg: ế ế q = ∆u + l (6) dq = du + dl (7) Trong h kín, công th c hi n là công th tích, dL = p.dV ệ ự ệ ể → (5): dQ = dU + dL = dQ + p.dV Vi t cho quá trình: ế
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN CƠ SỞ NGÀNH Website: https://haui.edu.vn © 2021 Hanoi University of Industry All rights reserved NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC KỸ THUẬT CHƯƠNG CÁC ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC Website: https://haui.edu.vn © 2021 Hanoi University of Industry All rights reserved Bài 2: CÁC ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC CÁC ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG Webiste: https://haui.edu.vn 2.1 Định luật nhiệt động thứ 2.2 Các trình nhiệt động 2.3 Định luật nhiệt động thứ hai 2.1 ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ NHẤT Định luật bảo toàn lượng: Định luật nhiệt động thứ - Năng lượng không tự sinh đi, chuyển từ hệ thống sang hệ thống khác dạng khác tổng lượng hệ cô lập bảo toàn điều kiện Webiste: https://haui.edu.vn 2.1 ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ NHẤT Định luật nhiệt động thứ - Khảo sát hệ thống nhiệt động môi trường; lượng hệ U, lượng môi trường E0 Cho hệ U môi trường tương tác với Webiste: https://haui.edu.vn 2.1 ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ NHẤT + Hệ nhận lượng từ môi trường lượng: ∆U + Môi trường bị giảm lượng lượng:∆E0 → Năng lượng hệ sau tương tác (U + ∆U) môi trường (E0 - ∆E0) Webiste: https://haui.edu.vn 2.1 ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ NHẤT - Gộp hệ mơi trường thành hệ kín Hệ lập khơng có tương tác với bên - Theo định luật bảo toàn chuyển hóa lượng lượng hệ ln bảo tồn điều kiện U + E0 = (U + ∆U) + (E0 - ∆E0) = Const (1) → ∆U - ∆E0 = hay ∆U = ∆E0 (2) KL: Tổng lượng hệ trao đổi với bên biến thiên nội hệ Webiste: https://haui.edu.vn 2.1 ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ NHẤT - Năng lượng buộc phải qua biên giới hệ nên buộc phải cơng nhiệt - Theo quy ước, hệ nhận công mang dấu (+); hệ nhận nhiệt mang dấu (+) → ∆E0 = L - Q (3) - Thay pt (3) (2) ta biểu thức: Q = ∆U + L (4) Phát biểu: Lượng nhiệt hệ nhận làm thay đổi nội sinh công Webiste: https://haui.edu.vn 2.1 ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ NHẤT Định luật nhiệt động viết cho hệ kín: Biểu thức (4) viết dạng vi phân: dQ = dU + dL (5) - Nếu viết cho 1Kg: q = ∆u + l dq = du + dl (6) (7) Trong hệ kín, cơng thực cơng thể tích, dL = p.dV → (5): dQ = dU + dL = dQ + p.dV Viết cho trình: 𝑄=𝛥𝑈 +∫ 𝑝𝑑𝑉 Webiste: https://haui.edu.vn Viết cho Kg: 𝑞=𝛥𝑢+∫ 𝑝𝑑𝑣 2.1 ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ NHẤT Định luật nhiệt động viết cho hệ hở: - Đối với hệ hở, công thức cơng kỹ thuật nên ta có: lkt = -vdp - Theo công thức xác định Entanpi: i = u + p.v → u = i – p.v du = di – d(p.v) hay du = di – (pdv + vdp) (8) - Thay (8) vào (7) ta có: dq = du + pdv = di – (pdv+vdp) + pdv → dq = di – vdp hay dq = di + lkt (9) Pt (9) định luật nhiệt động viết cho hệ hở (khi bỏ qua lượng biến đổi động năng) Webiste: https://haui.edu.vn