bài giảng vật lí đại cương chương 9 nguyên lí thứ hai nhiệt động lực học

bài giảng vật lí đại cương chương 9 nguyên lí thứ hai nhiệt động lực học tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận á...

Chơng Nguyên lý thứ hai nhiệt động lực học Bi giảng Vật lý đại cơng Tác giả: PGS TS Đỗ Ngọc Uấn Viện Vật lý kỹ thuật Trờng ĐH Bách khoa H nội Đ1.Những hạn chế nguyên lý thứ I NĐLH ãKhông xác định chiều truyền tự nhiên củanhiệt: Nhiệt truyền tự nhiên từ vật nóng sang vật lạnh Không có trình tự nhiên ngợc lại ãKhông xác định chiều chuyển hoá tự nhiên lợng: Thế tự nhiên biến thnh động thnh nhiệt toả ra, Không có trình tự nhiên ngợc lại: Nhiệt Động Thế Tuy nhiên trình ngợc lại thoả mÃn nguyên lý thứ nhiệt động lực học ã Không đánh giá đợc chất lợng nhiệt ã Không phân biệt khác công v nhiệt Đ2 Quá trình thuận nghịch v trình không thuận nghịch Định nghĩa p A a Quá trình A->B ->A l thuận B nghịch trình ngợc B ->A V hệ qua trạng thái trung gian nh trình thuận A ->B; Suy ra: Hệ trở trạng thái cân ->QT thuận nghịch l QT cân ->Athuận= Anghịch, Qthuận= Qnghịch Hệ trở trạng thái ban đầu, môi trờng xung quanh không biến đổi b QT không thuận nghÞch: Sau thùc hiƯn QT thn vμ QT nghÞch đa hệ trạng thái ban đầu môi trờng xung quanh bị biến đổi Thí dụ: Quá trình giÃn đoạn nhiệt vô chậm: QTTN ãDao động lắc không ma sát có nhiệt độ nhiệt độ bên ngoi: QTTN B A Các trình không thuận nghịch ãCác trình có ma sát: Không TN ã Truyền nhiệt từ vật nóng-> vật lạnh: Không TN ãQT giÃn khí chân không: Không TN B A Đ3.Nguyên lý thứ hai nhiệt động lực học nguồn lạnh ã Mô tả tợng ! ã Có nguồn nhiệt ? ã Có phải l động ? ã Khi no chấm dứt hoạt động ? nguồn nóng Động nhiệt: Máy biến nhiệt thnh công: ĐC nớc, ĐC đốt Xilanh V1 Q1 T1 Nguồn nóng Pitông V2 Q2 T2 Nguồn lạnh Tác nhân: chÊt vËn chun (h¬i B¬m n−íc, khÝ ) biÕn nhiƯt thnh A' công: Tuần hon = Q1 Hiệu suất động nhiệt: Sau chu trình: U=-A+Q1-Q2=0 -> A= Q1-Q’2 , , Q A' Q − Q η= Q1 = Q1 =1− Q1 Ph¸t biĨu nguyên lý thứ hai nhiệt động lực học a Phát biểu Clausius: Nhiệt tự động truyền từ vật lạnh sang vật nóng b Phát biểu Thompson: Một động sinh công, nã chØ trao ®ỉi nhiƯt víi mét ngn nhiƯt c ý nghĩa: Không thể chế tạo đợc động vĩnh cửu loại hai: lấy nhiệt từ nguồn (T thấp nh nớc biển) để sinh công Chất lợng nhiệt: T cng cao, chất lợng cng cao Đ4 Chu tr×nh Carnot Chu Tr×nh Carnot thuËn p Q1 T1 nghịch gồm trình TN: p1 p2 x GiÃn đẳng nhiệt: T1 =const, p4 p3 T Q2 1→2, nhËn Q1 tõ nguån nãng V1V4 V2 V3 v y GiÃn đoạn nhiệt:23, Nhiệt độ giảm T1 T2 z Nén đẳng nhiệt: T2 = const, 4, thải Q2 (lm nguội) { Nén đoạn nhiệt: 41, nhiệt độ tăng: T2 T1 Đ7 Hm entrôpi v nguyên lý tăng entrôpi Tích phân Clausius theo trình thuận nghịch: a Q Q Q δQ Chu tr×nh = =0 hay + =0 T ∫ 1a b1 T ∫ 1a T ∫ b1 QT thuËn δQ + − δQ =0 ∫ ∫ T T nghịch: 1a 1b Q Tích phân ∫ T Clausius theo 1x T b δQ δQ ∫ T =∫ T 1a 1b c¸c trình thuận nghịch từ trạng thái không phụ thuộc vo trình biến đổi m phụ thuộc vo trạng thái đầu v trạng thái cuối trình Hm entrôpi: Q T = S2 − S1 = ΔS 1x S1, S2 - giá trị tích phân Clausius trạng thái 1, → S -Hμm entr«pi cđa hƯ S lμ hμm trạng thái vi phân ton phần: S Q Q → S = S0 + ∫ dS = T T S0 S0=0 0K ã T/c cộng entrôpi Shệ=Tổng Scácphầnhệ ... nâng cao HS động nhiệt: Tăng T (T1&T2); Giảm ma sát d Chất lợng nguồn nhiệt: Nguồn nhiệt có nhiệt độ cao chất lợng tốt Đ6 Biểu thức định lợng (Toán học) nguyên lý thứ hai nhiệt động lực học Đối... Không TN B A Đ3 .Nguyên lý thứ hai nhiệt động lực học nguồn lạnh ã Mô tả tợng ! • Cã mÊy ngn nhiƯt ? • Cã ph¶i lμ động ? ã Khi no chấm dứt hoạt động ? nguồn nóng Động nhiệt: Máy biến nhiệt thnh công:... biến thnh động thnh nhiệt toả ra, Không có trình tự nhiên ngợc lại: Nhiệt Động Thế Tuy nhiên trình ngợc lại thoả mÃn nguyên lý thứ nhiệt động lực học ã Không đánh giá đợc chất lợng nhiệt ã Không