Những hạn chế của nguyên lý thứ I NĐLH•Không xác định chiều truyền tự nhiên củanhiệt: Nhiệt truyền tự nhiên từ vật nóng hơn sang vật lạnh hơn.. Không có quá trình tự nhiên ng−ợc lại.. •K
Trang 1Chương 11 Nguyên lý thứ hai nhiệt
động lực học
Trang 2Đ1 Những hạn chế của nguyên lý thứ I NĐLH
•Không xác định chiều truyền tự nhiên củanhiệt: Nhiệt truyền tự nhiên từ vật nóng hơn sang vật
lạnh hơn Không có quá trình tự nhiên ng−ợc lại
•Không xác định chiều chuyển hoá tự nhiên của năng l−ợng: Thế năng biến tự nhiên thμnh động năng rồi thμnh nhiệt toả ra,
Không có quá trình tự nhiên ng−ợc lại:
Nhiệt → Động năng →Thế năng
Tuy nhiên các quá trình ng−ợc lại trên đều
thoả mãn nguyên lý thứ nhất nhiệt động lực học
• Không đánh giá đ−ợc chất l−ợng nhiệt
• Không phân biệt khác nhau giữa công vμ nhiệt
Trang 3Đ2 Quá trình thuận nghịch vμ quá trình
không thuận nghịch
1 Định nghĩa
a Quá trình A->B ->A lμ thuận
nghịch nếu quá trình ngược B ->A
hệ cũng đi
p A
B
V
qua các trạng thái trung gian như trong quá trình
thuận A ->B; Suy ra:
Hệ chỉ có thể trở về trạng thái cân bằng ->QT thuận nghịch lμ QT cân bằng ->Athuận=A’nghịch,
Qthuận=Q’nghịch
Hệ trở về trạng thái ban đầu, môi trường xung quanh không biến đổi
Trang 4b QT không thuận nghịch: Sau khi thực hiện
QT thuận vμ QT nghịch đưa hệ về trạng thái
ban đầu thì môi trường xung quanh bị biến đổi
2 Thí dụ:
Quá trình giãn đoạn nhiệt vô cùng chậm: QTTN
•Dao động của con lắc không ma sát có nhiệt
độ bằng nhiệt độ bên ngoμi: QTTN
A B
Trang 5C¸c qu¸ tr×nh kh«ng thuËn nghÞch
•C¸c qu¸ tr×nh cã ma s¸t: Kh«ng TN
• TruyÒn nhiÖt tõ vËt nãng-> vËt l¹nh: Kh«ng
TN
•QT gi·n khÝ trong ch©n kh«ng: Kh«ng TN
A B
Trang 6Đ3 Nguyên lý thứ hai nhiệt động
lực học
1 Động cơ nhiệt: Máy
biến nhiệt thμnh công: ĐC hơi
nước, ĐC đốt trong
Nguồn lạnh
T2
Hiệu suất của động cơ nhiệt:
Sau một chu trình: ΔU=-A’+Q1-Q’2=0
-> A’= Q1-Q’2
1
Q
'
A
= η
1
, 2 1
, 2 1
Q 1
Q
Q
Q Q
'
= η
Xilanh Pitông
Bơm
Nguồn nóngT1
Q1 Q’2
Tác nhân: chất vận chuyển (hơi
nước, khí ) biến nhiệt thμnh
công: Tuần hoμn
Trang 7• Mô tả hiện t−ợng !
• Có mấy nguồn nhiệt ?
• Có phải lμ một động cơ ?
nguồn nóng
nguồn lạnh
Trang 82 Phát biểu nguyên lý thứ hai
nhiệt động lực học
a Phát biểu của Clausius: Nhiệt không thể tự
động truyền từ vật lạnh sang vật nóng hơn.
b Phát biểu của Thompson: Một động cơ không
thể sinh công, nếu nó chỉ trao đổi nhiệt với một nguồn nhiệt duy nhất.
c ý nghĩa: Không thể chế tạo được động cơ
vĩnh cửu loại hai: lấy nhiệt chỉ từ 1 nguồn (T
thấp như nước biển) để sinh công
Chất lượng nhiệt: T cμng cao, chất lượng cμng cao
Trang 9Đ4 Chu trình Carnot
p
y Giãn đoạn nhiệt:2→3, Nhiệt độ giảm T1 →T2
z Nén đẳng nhiệt: T2 = const, 3 → 4, thải
Q2 (lμm nguội)
1 Chu Trình Carnot thuận
nghịch gồm 4 quá trình TN:
x Giãn đẳng nhiệt: T1
=const, 1→2, nhận Q1 từ
nguồn nóng
{ Nén đoạn nhiệt: 4→1, nhiệt độ tăng: T2 →T1
Q2
Q1
V1
v
3
p3
V3
V2
p4
4
V4
T1
T2
Trang 10Trong chu tr×nh thuËn 12341 hÖ nhËn nhiÖt
Q1 tõ nguån nãng, sinh c«ng A’ vμ th¶i nhiÖt
Q2’vμo nguån l¹nh → §éng c¬ nhiÖt
Trong chu tr×nh nghÞch 14321 hÖ nhËn c«ng
lÊy nhiÖt (lμm l¹nh) tõ nguån l¹nh vμ th¶i nhiÖt vμo nguån nãng → M¸y lμm l¹nh
b HiÖu suÊt ηc trong chu tr×nh Carnot thuËn
nghÞch
1
, 2 c
Q
Q
1 −
=
η CÇn tÝnh Q1 vμ Q2’
Gi·n ®¨ng nhiÖt 1 → 2 cã:
1
2 1
1
V
V ln RT
m Q
μ
=
... class="text_page_counter">Trang 6Đ3 Nguyên lý thứ hai nhiệt động< /p>
lực học
1 Động nhiệt: Máy
biến nhiệt thμnh công: ĐC
nước, ĐC đốt
Nguồn... class="page_container" data-page="8">
2 Phát biểu nguyên lý thứ hai< /p>
nhiệt động lực học
a Phát biểu Clausius: Nhiệt tự
động truyền từ vật lạnh sang vật nóng hơn.
b...
T2
Hiệu suất động nhiệt:
Sau chu trình: ΔU=-A’+Q1< /sub>-Q’2=0
-& gt; A’= Q1< /sub>-Q’2
1< /small>
Q
''