Vật lý đại cương - Nguyên lý thứ nhất nhiệt động lực học phần 1 docx

Ch−¬ng 8 Nguyªn lý thø nhÊt nhiÖt ®éng lùc häc Đ1. Kh á ini ệ mnănglợng- công v nhiệt 1. Năng lợng: Đặctrng cho mức độ vận động của vật chất trong hệ > trạng thái xác định, năng lợng xác định. =>Năng lợng l hmcủatrạng thái. Hệ không chuyển động, không đặt trong trờng lực -> Năng lợng của hệ đúng bằng nội năng của hệ: W = U Khối khí đẩy pít tông -> sinh công -> nội năng giảm -> trao đổi năng lợng; Nén: nhận công. Công v nhiệt l những đại lợng đo mức độ trao đổi năng lợng. Chúng không phải l năng lợng. Chúng không phải l hm trạng thái m l hm của quá trình. Sự tơng đơng giữa công v nhiệt: Nung nóng khối khí, giữ V=const ->Chuyển động hỗn loạn tăng ->T tăng ->trao đổi năng lợng: nhận nhiệt. 4,18j <=> 1calo 2. Công v nhiệt: Đ2. Nguyên lý thứ nhất nhiệt động lực học Trong cơ học: Độ biến thiên năng lợng của hệ bằng công m hệ trao đổi trong quá trình đó: W = W 2 -W 1 = A -> Nhiệt? 1. Phát biểu nguyên lý thứ nhất nhiệt động lực học: Độ biến thiên năng lợng củahệtrongquá trình biến đổi bằng tổng công v nhiệt hệ nhận đợc trong quá trình đó W = W 2 -W 1 = A +Q Công liên quan đến chuyển động có trật tự Nhiệt liên quan đến chuyển động hỗn loạn. => A=-A, Q=-Q Công v nhiệt hệ sinh & toả ra. Hệ đứng yên thì W=U (nội năng) => Trong quá trình biến đổi, độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng công v nhiệt hệ nhận đợc trong quá trình đó: U = U 2 -U 1 = A+Q Đối với quá trình biến đổi vô cùng nhỏ: dU = A + Q A, Q -Công v nhiệt hệ nhận đợc. 2. ý Nghĩa nguyên lý I NĐLH: NếuA>0, Q>0 => U = U 2 -U 1 >0 nội năng tăng, Hệ nhận công v nhiệt. Công sinh ra A<0 & nhiệt toả ra Q<0. NếuA<0, Q<0 => U 2 <U 1 => Nội năng giảm, Hệ sinh công A>0 & toả nhiệt Q>0. Nếu A=0 & Q=0 => U 2 =U 1 Nội năng bảo ton Định luật bảo tonv chuyển hoá năng lợng: Năng lợng không tự sinh ra v cũng không tự mất đi, nó chỉ chuyển hoá từ dạng ny sang dạng khác, truyền từ hệ ny sang hệ khác. 3. Hệ quả của nguyên lý thứ nhất nhiệt Động Lực học: Không tồn tại động cơ vĩnh cửu loại I: Giả sử hệ thực hiện một chu trình kín v trở lại trạng thái ban đầu; Tức U 2 =U 1 -> U = 0 => A=-Q hay -A = Q; Nh vậy hệ nhận công thì toả nhiệt, sinh công thì phải nhận nhiệt. Trong một hệ cô lập gồm 2 vật trao đổi nhiệt, nhiệt lợng do vật ny toả ra bằng nhiệt lợng do vật kia thu vo: U = 0 => Q 1 =-Q 2 . Đ3. ứng dụng nguyên lý thứ I nhiệt động lực học 1. Trạng thái cân bằng, quá trình cân bằng a. Định nghĩa: Trạng thái cân bằng của hệ l trạng thái trong đó mọi thông số trạng thái không biến đổi theo thời gian. Trạng thái cân bằng bị phá vỡ nếu chịu tác động từ bên ngoi. Quá trình cân bằng l quá trình biến đổi gồm một chuỗi liên tiếp các trạng thái cân bằng Thực tế không có quá trình CB; QT biến đổi rất chậm: Trạng thái CB đợc thiết lập trong tonhệ trớc khi chuyển sang trạng thái CB tiếp theo QT giả cân bằng ¸p suÊt t¸c dông lªn pÝt t«ng p = F/S C«ng khèi khÝ nhËn ®−îc: δA=-F.dl=-pSdl S.dl=dV => δA = -pdV C«ng hÖ nhËn ®−îc trong qu¸ tr×nh V 1 => V 2 ∫∫ −== 2 1 V V 2 1 pdVdAA A b»ng diÖn tÝch d−íi ®−êng cong. Trong chu tr×nh A b»ng tæng ®¹i sè A gi·n +A nÐn b. C«ng mμ hÖ nhËn ®−îc trong qu¸ tr×nh CB NÐn chËm F dl<0 S p NÐn V 2 V 1 V 2 A>0 1 Gi·n V 1 V 2 V 1 A<0 2 p c. Nhiệt m hệ nhận đợc trong quá trình CB Nhiệt dung phân tử(1 mol): C = .c J/(mol.K) Nhiệt hệ nhận đợc: CdT m Q = Nhiệt dung: riêng c của một chất l đại lợng vật lý có giá trị bằng lợng nhiệt cần thiết m một đơn vị khối lợng nhận đợc để nhiệt độ của nó tăng thêm 1 độ. C = C v trong quá trình đẳng tích C = C p trong quá trình đẳng áp kg.K j vĐ dT.m Q c = p V 2 1 2 V V 1 [...]...p 2 V2 1 V1 V c Nhiệt m hệ nhận đợc trong quá trình CB Nhiệt dung: riêng c của một chất l đại lợng vật lý có giá trị bằng lợng nhiệt cần thiết m một đơn vị khối lợng nhận đợc để nhiệt độ j Q của nó tăng thêm 1 độ c= Đv m.dT kg.K Nhiệt dung phân tử (1 mol): C = .c J/(mol.K) m Nhiệt hệ nhận đợc: Q = C = Cv trong quá trình đẳng tích C = Cp trong . giữ V=const -& gt;Chuyển động hỗn loạn tăng -& gt;T tăng -& gt;trao đổi năng lợng: nhận nhiệt. 4 ,18 j <=> 1calo 2. Công v nhiệt: Đ2. Nguyên lý thứ nhất nhiệt động lực học Trong cơ học: Độ biến. W 2 -W 1 = A -& gt; Nhiệt? 1. Phát biểu nguyên lý thứ nhất nhiệt động lực học: Độ biến thiên năng lợng củahệtrongquá trình biến đổi bằng tổng công v nhiệt hệ nhận đợc trong quá trình đó W = W 2 -W 1 =. của nguyên lý thứ nhất nhiệt Động Lực học: Không tồn tại động cơ vĩnh cửu loại I: Giả sử hệ thực hiện một chu trình kín v trở lại trạng thái ban đầu; Tức U 2 =U 1 -& gt; U = 0 => A=-Q hay -A