Giáo trình Nhiệt Động Lực Học

LỜI NÓI ĐẦU ''Nhiệt động lực học '' môn học thuộc khối kiến thức kỹ thuật sở; môn học trang bị cho sinh viên ngành lượng nhiệt, ngành kỹ thuật khí, ngành động lực kiến thức sâu nhiệt động lực học sở nắm kiến thức vật lý phổ thông, vật lý đại cương, kỹ thuật nhiệt Nhiệt động lực học môn học nghiên cứu qui luật biến đổi lượng có liên quan đến nhiệt trình nhiệt động, nhằm tìm phương pháp biến đổi có lợi nhiệt dạng lượng khác Cơ sở nhiệt động xây dựng từ kỷ XIX, xuất động nhiệt Môn nhiệt động xây dựng sở hai định luật bản: định luật nhiệt động thứ định luật nhiệt động thứ hai Những kết đạt lĩnh vực nhiệt động kĩ thuật cho phép ta xây dựng sở lí thuyết cho động nhiệt tìm phương pháp đạt công có ích lớn thiết bị lượng nhiệt Cuốn giảng biên soạn với đóng góp ý kiến thầy giáo Viện nhiệt - lạnh Trường Đại học Bách khoa Hà nội tham khảo số tài liệu nước khác Vì biên soạn lần đầu làm tài liệu giảng dạy cho sinh viên hệ đại học Trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên nên không tránh khỏi thiếu sót, nhầm lẫn mong bạn đọc tham khảo đóng góp ý kiến Mọi ý kiến đóng góp xin gửi địa chỉ: Trường Đại học KTCN Thái nguyên, Đường 3-2, Thành phố Thái Nguyên Các tác giả PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Chương NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ TRẠNG THÁI VẬT CHẤT Ở THỂ KHÍ 1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1.1 Nguyên lý làm việc thiết bị nhiệt Thiết bị nhiệt thiết bị dùng để tiến hành trình truyền tải, trao đổi chuyển hóa nhiệt Thiết bị nhiệt bao gồm chủ yếu: động nhiệt làm việc theo chu trình thuận chiều, máy lạnh bơm nhiệt làm việc theo chu trình ngược chiều, có số thiết bị khác làm việc theo số trình thiết bị khí nén, thiết bị sấy, điều hòa không khí v.v… a Động nhiệt Động nhiệt thiết bị nhiệt có chức biến nhiệt thành sau chuyển hóa thành dạng lượng khác điện Nguyên lý động có nhiệt là: môi chất nhận nhiệt lượng q1 từ nguồn nóng có nhiệt độ cao T1 chuyển hóa phần thành lo điện năng, nhả phần nhiệt lượng lại q2 cho nguồn lạnh có nhiệt độ T2 thấp thực chu trình thuận q1 = q2 + lo (1-1) Nguồn nóng nhận nhiệt từ phản ứng cháy nhiên liệu buồng đốt, từ phản ứng hạt nhân nguyên tử lò phản ứng, từ lượng xạ nhiệt mặt trời nguồn địa nhiệt lòng đất Nguồn lạnh thường môi trường xung quanh: không khí nước khí Động nhiệt có nhiều loại: máy nước, động đốt trong, tuabin hơi, tuabin khí, động phản lực, tên lửa v.v…, ngày người ta chế tạo thành công số động nhiệt đặc biệt chuyển đổi trực tiếp nhiệt thành điện : pin nhiệt - điện, pin nhiệt - điện tử Phạm vi ứng dụng: động nhiệt sử dụng rộng rãi trung tâm lượng nhà máy nhiệt điện, nhà máy điện nguyên tử, nhà máy địa nhiệt điện nhà máy điện mặt trời; thiết bị giao thông vận tải ô tô, tàu hoả, tàu thủy, máy bay, tên lửa, tàu du hành vũ trụ v.v… T1 q1 lo q2 T2 < T1 Hình 1.1 Sơ đồ động nhiệt PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com b Máy lạnh bơm nhiệt Máy lạnh bơm nhiệt có chức khác nguyên lý làm việc hoàn toàn giống Nhờ hỗ trợ lượng bên (cơ năng, điện năng, nhiệt v.v…) môi chất nhận nhiệt lượng q2 từ nguồn có nhiệt độ thấp T2 , đem nhiệt lượng với phần lượng bên hỗ trợ lo, tất nhiệt lượng truyền cho nguồn có nhiệt T1>T2 độ cao T1 thực chu trình ngược chiều q2 + lo = q1 (1-2) q1 v Máy lạnh có chức lấy nhiệt từ nguồn có nhiệt độ thấp T2 nên nhiệt lượng có ích q2 lo v Bơm nhiệt có chức nhả nhiệt cho nguồn có nhiệt độ cao T1 nên nhiệt lượng có ích q1 Phạm vi ứng dụng: máy lạnh bơm nhiệt sử dụng rộng rãi việc bảo quản loại nông, lâm, thủy sản; thiết bị ngành y, viễn thông v.v… 1.1.2 Một số khái niệm định nghĩa q2 T2 Hình 1.2 Sơ đồ máy lạnh bơm nhiệt 1.1.2.1 Hệ thống nhiệt a Định nghĩa Hệ thống nhiệt tập hợp đối tượng tách để nghiên cứu tính chất nhiệt động chúng, phần lại gọi môi trường Ranh giới hệ thống nhiệt môi trường bề mặt thật bề mặt tưởng tượng b Phân loại hệ thống nhiệt Hệ thống kín: hệ thống mà môi chất không qua bề mặt ranh giới, khối lượng môi chất hệ thống kín không thay đổi Hệ thống hở: hệ thống mà môi chất qua bề mặt ranh giới để vào khỏi hệ thống Hệ thống cô lập: hệ thống trao đổi lượng với môi trường xunh quanh Hệ thống đoạn nhiệt: hệ thống không trao đổi nhiệt với môi trường có trao đổi công Hệ thống đồng nhất: hệ thống mà môi chất gồm có pha đồng tính chất vật lý hóa học Hệ thống không đồng nhất: hệ thống mà môi chất tồn nhiều pha, pha có ranh giới rõ rệt, có thay đổi đột biến tính chất lý hóa pha PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com 1.1.2.2 Nguồn nhiệt Nguồn nhiệt đối tượng trao đổi nhiệt trực tiếp với môi chất; nguồn có nhiệt độ cao nguồn nóng, nguồn có nhiệt độ thấp gọi nguồn lạnh Giả thiết nhiệt dung nguồn lớn đến mức nhiệt độ không thay đổi trình truyền nhiệt 1.1.2.3 Định nghĩa môi chất (chất môi giới) Môi chất chất mà thiết bị dùng để truyền tải chuyển hóa nhiệt với dạng lượng khác Về nguyên tác, môi chất pha nào, thực tế thường dùng thể khí chúng có khả giãn nở lớn, thuận tiện cho việc trao đổi công Yêu cầu môi chất: v Có khả sinh công lớn: thể tích thay đổi đáng kể nhiệt độ thay đổi v Có khả truyền tải nhiệt lớn: có nhiệt dung riêng lớn v Không gây ăn mòn thiết bị, an toàn không cháy nổ v Rẻ tiền, dễ kiếm, không gây động hại cho người thân thiện với môi trường 1.2 Sự thay đổi trạng thái chuyển pha đơn chất 1.2.1 Sự thay đổi trạng thái chuyển pha đơn chất Xét trường hợp làm thí nghiệm môi chất nước: lấy 1kg nước vào bình kín, có pittông di chuyển được, áp suất pittông giữ 1bar, nhiệt độ ban đầu giả thiết 20°C Cấp nhiệt cho môi chất, ta quan sát thấy nhiệt độ tăng từ 20°C đến 99,64 °C phận nước bắt đầu hóa hơi, nhiệt độ 99,64 °C giữ không đổi giọt nước cuối hóa thành hơi; tiếp tục cấp nhiệt nhiệt độ tăng lên Thể tích riêng nước ban đầu 0,0010018 m3/kg 20°C, tăng không đến 0,0010432 m3/kg bắt đầu hóa 99,64°C; tăng nhanh hóa hơi, 1,691 m3/kg vừa hóa xong (tăng khoảng 600 lần) ; tăng nhiệt độ đến 600°C thể tích riêng 4,028 m3/kg Nếu cho nước 600°C thải nhiệt áp suất 1bar không đổi nhiệt độ giảm xuống, đến 99,64°C phận ngưng lại thành nước, nhiệt độ không đổi cho đén vừa ngưng hết; tiếp tục thải nhiêt, nhiệt độ giảm xuống 0°C, phận nước đông đặc, nhiệt độ không thay đổi, nước đông hết nhiệt độ lại giảm PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com P P P P P P Hình 1.3 Sự thay đổi trạng thái chuyển pha đơn chất Làm nghiệm áp suất khác biểu thị đồ thị p - t T - s ta thấy: v Khi p < p3 : cấp nhiệt, pha rắn chuyển trực tiếp thành pha không qua pha lỏng ngược lại thải nhiệt pha chuyển thành pha rắn v Khi p = p3: tồn đồng thời pha rắn, lỏng, bão hòa, trạng thái gọi trạng thái ba thể ba pha Đối với nước điểm thể ( p3 = 0,00611 bar t3 = 0,01°C ) v Khi p3 < p < pk: áp suất tăng nhiệt độ đông đặc thường giảm xuống (đường ON), nhiệt độ hóa tăng lên (đoạn OK), thể tích riêng nước bão hòa tăng, bão hòa giảm v Khi p = pk: trình tồn nước rút ngắn lại, khác nước bão hòa bão hòa nhiệt lượng hóa dần đến 0, tất khối chất lỏng hóa lúc, trạng thái bắt đầu có tượng gọi trạng thái tới hạn Đối với nước điểm tới hạn K ( pk = 221,3 bar ; tk = 374,15°C ) v Khi p > pk: trình chuyển từ pha rắn sang pha lỏng không khác trình chuyển từ pha lỏng thành pha ranh giới rõ ràng, không giai đoạn pha lỏng pha tồn tại, không phân biệt pha lỏng pha p T N K TK K l l+h r+l l r l+h h r h r+l +h O r+ h t sk s Hình 1.4 Đồ thị thay đổi trạng thái chuyển pha đơn chất PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Làm thí nghiệm với môi chất khác nhau, định tính chúng giống nhau, định lượng có khác ta kết sau Bảng 2-3 Thông số trạng thái tới hạn trạng thái ba pha (thể) số đơn chất Môi chất Điểm thể t3; oC p3; kPa Thuỷ ngân (Hg) Nước (H2O) Cacbonic(CO2) Sulfuric(SO2) +0,01 -56,5 -75,4 Amoniac(NH3) Nito(N2) Oxy(O2) Hydro(H2) -77,6 -209,9 -219 -259 Điểm tới hạn 0, 6113 518 167 tk; oC +1490 +374,15 +31 +157,2 pk; bar 1510 221,29 73,8 78 6,06 12,5 0,15 7,194 +132,3 -117 -118,8 -9,85 112,8 33,91 50,8 13 1.2.2 Một số khái niệm a Nóng chảy đông đặc Nóng chảy trình chuyển từ pha rắn sang pha lỏng; trình ngược lại, tức chuyển từ pha lỏng sang pha rắn gọi đông đặc Khi nóng chảy môi chất nhận nhiệt, đông đặc môi chất nhả nhiệt, hai nhiệt lượng có trị số nhau, gọi nhiệt ẩn nóng chảy nhiệt ẩn đông đặc; nước áp suất khí 333,37 kJ/kg b Hóa ngưng tụ Hóa trình chuyển từ pha lỏng sang pha hơi; trình ngược lại, tức chuyển từ chuyển từ pha sang pha lỏng gọi ngưng tụ Khi hóa môi chất nhận nhiệt, ngưng tụ môi chất nhả nhiệt, hai nhiệt lượng có trị số gọi nhiệt ẩn hóa nhiệt ẩn ngưng tụ, phụ thuộc vào chất thông số môi chất Nước áp suất khí có nhiệt ẩn hóa 2258 kJ/kg Tùy theo điều kiện tiến hành khác nhau, trình hóa chia thành trình bay trình sôi Quá trình bay tiến hành bề mặt thoáng, trình sôi tiến hành khối môi chất Nhiệt độ mà môi chất tiến hành trình hóa ngưng tụ gọi nhiệt độ bão hòa nhiệt độ sôi, nhiệt độ bão hòa phụ thuộc vào áp suất; nước khí có nhiệt độ bão hòa xấp xỉ 100°C c Thăng hoa ngưng kết Thăng hoa trình chuyển từ pha rắn sang pha trình ngược lại, tức chuyển từ pha sang pha rắn gọi trình ngưng kết Khi thăng hoa môi chất nhận nhiệt, ngưng kết môi chất nhả nhiệt, hai nhiệt lượng có trị số gọi nhiệt ẩn thăng hoa nhiệt ẩn ngưng kết Ở điểm pha, nhiệt ẩn thăng hoa nước 2828,18 kJ/kg PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com d Một số định nghĩa trạng thái môi chất Môi chất sôi (môi chất bão hòa): môi chất trình hóa ngưng tụ, nước tồn với Hơi bão hòa khô: trạng thái bắt đầu ngưng tụ môi chất lỏng vừa hóa xong hai pha nước (hoặc rắn ) tồn Hơi bão hòa ẩm: hỗn hợp bão hòa khô với môi chất bão hòa Tỷ số khối lượng bão hòa khô bão hòa ẩm gọi độ khô, ký hiệu x%; tỷ số khối lượng môi chất bão hòa với bão hòa ẩm gọi độ ẩm bão hòa ẩm, ký hiệu y = (100 - x)% Hơi nhiệt: có nhiệt độ lớn nhiệt độ bão hòa áp suất có áp suất nhỏ áp suất bão hòa nhiệt độ Hơi khí: Hơi thường dùng chất có nhiệt độ tới hạn tương đối cao, dễ dàng hóa lỏng điều kiện nhiệt độ áp suất thông thường; khí dùng chất có nhiệt độ tới hạn tương đối thấp, khó hóa lỏng điều kiện áp suất nhiệt độ thông thường Khí lý tưởng khí thực: Trong thực tế có khí thực, khí lý tưởng.Với môi chất nào, áp suất giảm nhiệt độ tăng đến lúc mà ảnh hưởng thể tích thân phân tử lực tương tác phân tử nhỏ đến mức cho phép bỏ qua, lúc môi chất coi khí lý tưởng; bỏ qua thể tích thân lực tương tác phần tử, ta gọi khí thực Ở điều kiện áp suất nhiệt độ thông thường, môi chất nguyên tử như: oxy, nitơ, không khí dễ đạt đến điều kiện để coi khí lý tưởng; chất nước, amôniac coi khí thực;nhưng nước không khí sản phẩm cháy xem khí lý tưởng phân áp suất nước thấp, khối lượng riêng nhỏ 1.3 Thông số trạng thái môi chất Ở trạng thái xác định môi chất, có đại lượng có giá trị hoàn toàn xác định, đại lượng gọi gọi thông số trạng thái, chúng hàm số đơn trị trạng thái mà không phụ thuộc vào trình thay đổi trạng thái, nên độ biến thiên thông số phụ thuộc vào trạng thái đầu trạng thái cuối trình mà không phụ thuộc vào đường đi; chu trình độ biến thiên chúng không.Hay nói cách khác thông số trạng thái có vi phân toàn phần Khi môi chất trạng thái cân (về nhiệt), nghĩa đồng áp suất nhiệt độ thông số trạng thái có giá trị đồng xác định, kỹ thuật nghiên cứu trạng thái cân 1.3.1 Nhiệt độ định luật nhiệt thứ không Nhiệt độ biểu thị mức độ nóng lạnh môi chất; nhiệt độ biểu thị giá trị trung bình động phần tử chuyển động Nhiệt độ trực tiếp đo sở định luật nhiệt thứ không: Nếu hai vật (hệ) có nhiệt độ t1 t2 nhiệt độ t3 vật (hệ) thứ ba nhiệt độ hai vật nhau, tức t1 = t2 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com - Thang đo nhiệt độ bách phân Ký hiệu nhiệt độ bách phân t, đơn vị đo 0C (Cellcious - Tên nhà bác học sáng lập thang đo) Chọn chất để xây dựng thang đo: Nhà bác học Cellcious chọn nước nguyên chất áp suất tiêu chuẩn (p = 760 mm Hg) - Ở trạng thái băng tan nước nguyên chất, người ta ấn định 00C - Ở trạng thái nước sôi, ấn định 1000C Trong khoảng (0÷100) ta chia làm 100 phần phần 10C Sau có thang đo người ta chế tạo loại nhiệt kế để đo nhiệt độ Nhận xét: Trị số t0C không phản ánh mức độ chuyển động phân tử mà phụ thuộc vào chất dùng để xây dựng thang đo - Thang đo nhiệt độ tuyệt đối (thang đo nhiệt độ Kelvin) Theo thang đo người ta ký hiệu nhiệt độ T, đơn vị đo 0K (Kelvin - tên nhà bác học sáng lập thang đo) Cơ sở để xây dựng thang đo: dựa vào mối quan hệ nhiệt độ tốc độ chuyển động trung bình nguyên tử, phân tử vật chất T= mω 3k (1-3) Trong đó: ω - tốc độ chuyển động phân tử vật chất; ω= ∑ ωi N i N (1-4) ωi - vận tốc trung bình Ni phân tử tổng N phân tử; m - khối lượng phân tử; k - số Boltzman; k = 1,3805.10-23 (J/độ) Như vậy, ta thấy trị số T0K hoàn toàn phản ánh chuyển động nguyên tử, phân tử nên công thức tính toán động học chất khí người ta dùng trị số T0K không dùng trị số t0C Từ công thức ta thấy T = 00K ω = 0; điều xảy Vì vậy, 00K gọi không độ lý tưởng (không độ tuyệt đối) PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com - Quan hệ thang đo bách phân Kelvin: Để xây dựng mối quan hệ hai thang đo người ta chọn trạng thái làm mốc trạng thái băng tan Ở trạng thái t = 00C T = 2730K Vì 10C 10K có độ lớn ta biểu diễn hai trục nhiệt độ sau: -273oC 0oC toC toC 0oK 273oK ToK ToK Như vậy, ta có quan hệ: ToK = toC + 273 - Thang đo nhiệt độ Rankine ( 0R ) thang đo nhiệt độ Faranhiet ( 0F ) Thang đo độ 0R nhà bác học Rankine tìm thang đo 0F nhà bác học Faranhiet Tất thang đo lấy hai trạng thái làm mốc; trạng thái nước đá tan trạng thái nước sôi áp suất tiêu chuẩn Độ lớn 10C độ lớn 10K khoảng cách hai điểm mốc 100 Độ lớn 10R độ lớn 10F khoảng cách hai điểm mốc 180 Độ lớn 10F độ lớn 10R 5 độ lớn 10C độ lớn 10K 9 Như vậy, trạng thái nước đá tan: t = 00C, T = 2730K, T = 320F = 4620R Công thức quan hệ thang đo t°C = T°K - 273 = 5 (t°F - 32) = T°R - 273 9 (1-5) Bảng 1-1 Những điểm mốc nhiệt độ áp suất tiêu chuẩn Điểm mốc Nhiệt độ (oC) Điểm mốc Nhiệt độ (oC) Điểm sôi oxy -182,97 Điểm sôi lưu huỳnh 444,6 Điểm ba pha nước 0,01 Điểm đông đặc bạc 960,8 Điểm sôi nước 100,00 Điểm đông đặc vàng 1063 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com 1.3.2 Áp suất tuyệt đối Lực môi chất tác dụng vuông góc lên đơn vị diện tích bề mặt tiếp xúc gọi áp suất tuyệt đối môi chất Biểu thức xác định: p= F S (1-6) Trong đó: F - Lực tác dụng môi chất, đơn vị đo N ( Newton ) S - Diện tích bề mặt tiếp xúc, đơn vị đo (m2) Đơn vị áp suất N , gọi Pa m2 - Hệ thống đơn vị đo áp suất: v Hệ thống Pascal: ký hiệu 1Pa = N , bội số chúng Kilôpascan m2 (1KPa = 103Pa), Mêgapascal (1MPa = 103 KPa = 106 Pa); v Hệ thống Barơ : ký hiệu bar; 1Bar = 105Pa; v Hệ thống Atmosphere (at): Theo đơn vị người ta lấy áp suất trung bình khí làm đơn vị đo; 1atmosphere ký hiệu 1at; 1at = 1kG/cm2 = 0,981 bar; v Các hệ thống đơn vị khác: - Minimột cột thuỷ ngân, ký hiệu mmHg - Minimét cột nước, ký hiệu mmH2O Công thức liên hệ đơn vị đo: 1 N    = 1Pa = 10-5Bar = 10-5at = mmHg = mm H2O (1-7) 0,981 133,32 9,81 m  - Đo áp suất Đo áp suất người ta dùng dụng cụ gọi áp kế, nguyên lý cấu tạo áp kế đa dạng ta phân loại theo công dụng Để chuyên môn hoá dụng cụ đo nhằm tăng độ xác người ta chế tạo loại áp kế sau: Œ Baromet: loại áp kế chuyên dùng để đo áp suất khí trời, số Baromet ký hiệu pkt • Manomet: loại áp kế chuyên dùng để đo phần áp suất chất khí lớn áp suất khí trời Số người ta gọi áp suất thừa áp suất dư, ký hiệu pt (pd) 10 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com lo = qk - qo = i2 - i3 - (i1 - i4) = i2 - i1 i3 = i4 (3-4: trình tiết lưu) Công nén đoạn nhiệt: Ns = m.l = m(i2 – i1) * Hệ số làm lạnh chu trình khô: ε= qo i −i = l i2 − i1 = i1 − i3 i − i1 (7-18) Vì qo < qoC lo > loC Trên đồ thị T-s : qoC- Biểu diễn dt(4'571) < qo- Biểu diễn dt(4671) Do đó: ε < εC * Hiệu suất execgi chu trình : ν = ε Qp < Q v ∆n < Qp > Q v Ta lấy vài ví dụ: Ví dụ 1: C + O2 = CO2 Trong phản ứng số mol chất tham gia phản ứng n1 = (không kể chất cacbon thể rắn), số mol chất tạo thành n2 = Vậy, ∆n = n − n1 = ta có: Qp = Q v Ví dụ 2: 2C + O2 = 2CO2 Trong phản ứng n1 = 1; n2 = Vậy ∆n = ta có: Qp = Q v − R µ T Nghĩa Qp < Q v Ví dụ 3: 2H2 + O2 = 2H2O Ở đây: n1 = + = 3; n2 = Vậy ∆n = − = −1 ta có: Qp = Q v + R µT Nghĩa Qp > Q v 8.1.3 Định luật Ghex Năm 1840 nhà bác học Ghex người Nga tìm quy luật độc lập hiệu ứng nhiệt trình phản ứng hóa học Định luật Ghex phát biểu sau: “Hiệu ứng nhiệt trình phản ứng hóa học xác định trạng thái đầu, trạng thái cuối mà không phụ thuộc vào trạng thái trung gian hệ.” Từ định luật ta suy ra: a Hiệu ứng nhiệt phân hủy hợp chất hiệu ứng nhiệt tạo thành có dấu ngược lại (Nghĩa hiệu ứng nhiệt phản ứng theo chiều thuận chiều ngược ngược dấu) Ta có: aA+bB → cC + dD + Q1 cC + dD → aA + bB + Q Ở đây: Q1 = −Q b Nhiệt cần để tạo nên chất không phụ thuộc vào trình tạo nên chất Ví dụ: C + O = CO + Q 2C + O2 = 2CO + Q1 131 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com 2CO + O = 2CO + Q Ở ta có: Q = Q1 + Q2 c Hệ hóa học từ trạng thái ban đầu A chuyển đến trạng thái B cách khác nhau, ví dụ ACDB hay AEB (hình 12.1), tổng hiệu ứng nhiệt theo cách Ta có: Q1 + Q + Q3 = Q4 + Q5 d Khi hai phản ứng xảy từ trạng thái ban đầu khác A B (hình 12.2) đến trạng thái cuối C, hiệu số hiệu ứng nhiệt chúng hiệu ứng nhiệt chuyển từ trạng thái đầu A đến trạng thái đầu B Thật vậy, heo quy luật (c) vừa nêu trên, ta có: Q + Q2 = Q1 nên: Q1 - Q2 = Q Kết luận giúp ta xác định hiệu ứng nhiệt phản ứng khó làm thí nghiệm (ví dụ Q) nhờ hiệu ứng nhiệt phản ứng khác biết (Q1, Q2) Ví dụ: Cần xác định hiệu ứng nhiệt Q phản ứng: C + 1/2O2 = CO + Q Ta biết rằng: C + O = CO + Q1 C + 1/2O2 = CO + Q2 Ở Q1, Q2 biết, ta có: Q = Q1 - Q2 e Hiệu ứng nhiệt phản ứng tổng số nhiệt tạo thành sản phẩm cuối trừ tổng số nhiệt tạo thành chất ban đầu Ví dụ: CH4 + 3O2 = 2CO2 + 2H2O + Q2 Q = 2QCO2 + 2Q H 2O − QC2 H4 12.1.4 Định luật Kiếc –xốp Hiệu ứng nhiệt phản ứng phụ thuộc vào thông số biểu thị trạng thái hệ Thực nghiệm cho thấy hiệu ứng nhiệt thay đổi thông số (trước hết nhiệt độ) hệ thay đổi Năm 1858 Kiếc –xốp thiết lập phụ thuộc hiệu ứng nhiệt vào nhiệt độ phản ứng Từ (12-1) (12-2) ta thấy hiệu ứng nhiệt phụ thuộc vào hiệu nội entanpi chất khí tham gia phản ứng sản phẩm phản ứng Khi giả thiết nội entanpi chất khí phụ thuộc vào nhiệt độ, từ ví dụ theo (12-2) p = const, ta có: Qp = I1 − I  dQ p   dI1   dI    =  −   dT p  dT p  dT p (12-5) dQ p = Cp1 − Cp2 dT Xét phản ứng dạng tổng quát: n a A + n b B → n cC + n d D Ở na, nb, nc, nd số mol chất khí tham gia phản ứng sản phẩm phản ứng Vậy ta có: Cp1 = n a C pA + n b CpB Cp2 = n c C pC + n d CpD (a) Thế (a) vào (12-5) ta có: dQ p = n a CpA + n pB − ( n c C pC + n d C pD ) (b) dT Nhiệt dung riêng chất khí phụ thuộc vào nhiệt độ theo quan hệ: 132 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Cpi = a i + bi + di T + CpA = a A + b A + d A T + CpB = a B + b B + d B T + (c) CpC = a C + bC + d C T + CpD = a D + b D + d D T + Khi (c) vào (b) ta có: dQ p = n a ( a A + b A T + d A T + ) + n b ( a B + b BT + d B T + ) − n c ( a C + b C T + d C T + ) dT − n d ( a D + b D T + d D T + ) dQ p = ( n A a A + n b a B + n c a C + n d a D ) + ( n a b A T + n b b BT + n c bC T + n d b D T ) dT + ( n a d A T + n b d BT + n c d C T + n d d D T ) + = α '0 + α1' T + α '2 T + (d) Ở đây: α 0' = n a a A + n b a B − n c a C − n d a D α1' = n a b A + n b b B − n c b C − n d d D α '2 = n a d A + n b d B − n c d C − n d d D Khi phân tích chương trình (d) từ nhiệt độ T0 đến T' ta có: ∫ T T0 dQ p = ∫ T T0 (α ' o + α1' T + α T + )dT T ( Qp ) T = ( Qp ) T0 + ∫ ( α'0 + α1' T + α 2T + )dT (12-6) T0 Tương tự từ (12-1) phản ứng v = const, T = const, ta có kết quả: ( Qv )T = ( Q v )T + ∫T ( α'0 + α1' T + α'2T + )dT T (12-7) Đây phương trình định luật Kiếc- xốp Trong biểu thức (12-6) (12-7) chọn t0 = 250C (p = 760,mmHg) người ta xác định nhiệt phản ứng ( Qp )T , ( Q v )T gọi hiệu ứng nhiệt tiêu chuẩn Từ ta tính hiệu 0 ứng nhiệt phản ứng nhiệt độ T phản ứng 12.2 ỨNG DỤNG ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ HAI VÀO CÁC QUÁ TRÌNH HÓA HỌC 12.2.1 Khái niệm Phản ứng hóa học Phản ứng hóa học hiểu trình mà phân tử chất ban đầu (chất tham gia phản ứng) điều kiện định va chạm tác động lẫn nhau, bị phá hủy tạo nên phân tử chất (sản phẩm phản ứng) Tuy nhiên chất tạo thành (sản phẩm) tác dụng lẫn để tạo thành chất ban đầu tham gia phản ứng Tóm lại, phản ứng tiến hành theo hai chiều: chiều thuận tạo sản phẩm (chất C, D), chiều ngược tạo nên chất tham gia phản ứng (chất A, B) Ta viết: A+B• C+D Thông thường, điều kiện định, lượng chất sản phẩm thu phản ứng thuận lớn lượng chất sản phẩm bị phân hủy theo phản ứng ngược Điều cho phép ta tạo sản phẩm Nói cách khác, từ trạng thái ban đầu đến lúc cân bằng, tốc độ phản ứng thuận lớn tốc độ phản ứng ngược Tốc độ phản ứng hóa học 133 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Tốc độ phản ứng hóa học lượng vật chất tính mol đơn vị thể tích (tức nồng độ C) tham gia phản ứng đơn vị thời gian: dC ω= ; mol / m3 s dτ Cân hóa học Ở giai đoạn đầu, đơn vị thời gian, lượng chất tạo nên (sản phẩm) phản ứng thuận lớn nhiều lượng sản phẩm bị phân hủy trở lại theo phản ứng ngược (tức tốc độ ω1 phản ứng theo chiều thuận lớn nhiều tốc độ ω2 phản ứng xảy theo chiều ngược) Tiếp theo đó, tốc độ ω1 giảm dần (lượng sản phẩm bị phân hủy đơn vị thời gian tăng) Đến ω1 = ω2 , ta nói hệ trạng thái cân hóa học, nghĩa lúc lượng sản phẩm tạo lượng sản phẩm bị phân hủy (không tạo sản phẩm nữa) phản ứng hóa học ngừng lại 12.2.2 Định luật tác dụng khối lượng số cân Định luật tác dụng khối lượng nói rằng: tốc độ phản ứng hóa học tỷ lệ với nồng độ chất ban đầu (Bởi theo quan điểm nhiệt động học phân tử, tốc độ hóa học tỷ lệ với số va chạm phân tử mà số va chạm lại tỷ lệ với nồng độ.) Vậy phản ứng ta có: aA+bB → cC+dD tốc độ phản ứng thuận ω1 (khi chất dạng khí) ω1 = K1CaA CbB (12-8) Tương tự phản ứng ngược: cC + dD → aA+bB Tốc độ phản ứng ngược ω2 bằng: ω2 = K 2CcC CDd (12-9) Trong (12-8) (12-9) K1, K2 gọi số tốc độ phản ứng, phụ thuộc vào tính chất hóa học chất, nhiệt độ,… Khi hệ trạng thái cân hóa học tức ω1 = ω2 , để phân biệt ta dùng ký hiệu với nét gạch ngang phía để lúc trạng thái cân bằng, ta có: KCaA CbB = K CcC CdD Từ ta có; K CaA C Bb (12-10) = = Kc K1 CcC CdD Kc gọi số cân Đối với phản ứng khí lý tưởng, số phụ thuộc vào nhiệt độ Hằng số cân xác định thực nghiệm tính toán có ý nghĩa lớn nhà hóa học Từ (12-10) ta thấy phản ứng hóa học (với mong muốn xảy theo chiều thuận) kết thúc phản ứng (ở trạng thái cân bằng) đòi hỏi chất tham gia phản ứng lại (nồng độ CA , CB nhỏ), chất tạo thành sau phản ứng – sản phẩm phản ứng – nhiều tốt (nồng độ CC ,C D lớn), nghĩa số cân Kc có giá trị nhỏ tốt Ví dụ số cân Kc phản ứng: 2CO + O €2CO Kc = Cco C o2 Cco2 Khi coi chất khí A, B, C, D khí lý tưởng, ta tìm số cân Kc theo phân áp suất Từ phương trình trạng thái khí lý tưởng với số mol n ta có: 134 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com pV = nR µ T n p = =C V R µT Từ ta có: P CA = A ; R µT CC = PC ; R µT (a) PB P ; CD = D ; R µT R µT Khi (a) vào (12-10) ta có: CB = Kc = PAa PBb c C d D P P ( R µT ) Kc = K p ( R µT ) c + d −a − b (12-11) ∆n Ở đây: Kp – số cân biểu diễn theo phân áp suất chất khí phản ứng; ∆n = c + d − a − b : biến thiên số mol chất Khi ∆n = thì: Kp = PA PB (12-12) PCc PDd Từ (12-11) ta nhận thấy ∆n = (số mol chất khí tham gia phản ứng số mol chất khí tạo thành sau phản ứng) Kc = Kp Ở nhiệt dộ cao Kc Kp khác lớn Các công thức cho phản ứng dạng chất khí (một pha), nhiên áp dụng cho hệ nhiều pha (khí, rắn, lỏng) không kể đến pha rắn lỏng Ví dụ: C + O → CO Vì ∆n = − = (không kể đến cácbon thể rắn) nên ta có: P K c = K p = o2 Pco2 Ví dụ khác: C + O €2CO Ở ∆n = − = nên ta có: Kc = Kp R µT 12.2.3 Công có ích lớn lực hóa học a Công có ích lớn Với phản ứng hóa học v = const, T = const (hệ kín), ta biết biểu thức công lớn (748) môi chất không chuyển động (hệ kín) biến đổi từ trạng thái ban đầu “1” đến trạng thái cân cuối, với môi trường “0” cách thuận nghịch cho trường hợp có hệ hóa học: L max10 = U1 − U + p o ( V1 − V2 ) − To ( S1 − S2 ) (a) Ở v = const nên po(V1 – V2) T = const nên To = T (vì nói để có trình truyền nhiệt thuận nghịch môi chất môi trường, truyền nhiệt xảy nhiệt độ môi trường.) Vậy từ (a) ta có biểu thưc công lớn phản ứng hóa học đẳng tích-đẳng nhiệt sau: Lvmax10 = U1 − U o − T ( S1 − So ) = ( U1 − T1S1 ) − ( U o − ToSo ) = Z1 − Zo (12-13) Ở đây: Z = U –TS gọi nội tự 135 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Khi phản ứng hóa học v = const; T = const biến đổi từ trạng thái ban đầu “1” đến trạng thái cuối “2” (chưa cân với môi trường), công có ích lớn phản ứng là: Lvmax12 = Z1 − Z = U1 − U − T ( S1 − S2 ) (12-14) Biểu thức (12-14) cho thấy phản ứng hóa học v = const; T = const xảy với dấu hiệu nội tự giảm (Z1 > Z2) hệ sinh công có ích lớn Khi hệ trạng thái cân với môi trường (Z1 = Zo) phản ứng hóa học ngừng lại hệ không sinh công có ích Vậy giá trị tuyệt đối hệ dấu hiệu nói lên khả xảy trình (phản ứng) hệ Tương tự vậy, phản ứng p = const T = const (hệ hở) Từ biểu thức công có ích lớn dòng môi chất (7-53), biến đổi thuận nghịch từ trạng thái ban đầu “1” đến trạng thái cân môi trường “0”: Lpmax10 = I1 − I o − To ( S1 − So ) (b) Ở tương tự T = const nên T = To ký hiệu ∅ = I - TS gọi entropi tự do, ta có biểu thức công lớn biểu thức đẳng áp, đẳng nhiệt: Lpmax12 = ∅1 − ∅ o (12-15) Khi phản ứng biến đổi từ trạng thái “1” đến trạng thái “2” (chưa cân với môi trường) hệ sinh công có ích lớn nhất: Lpmax12 = ∅1 − ∅ (12-16) Biểu thức (12-16) cho thấy, phản ứng hóa học p = const T = const xảy entanpi tự giảm (∅1 > ∅ ) , hệ sinh công có ích lớn nhất, phản ứng ngừng lại hệ trạng thái cân với môi trường (∅1 = ∅ ) Ở đây, tương tự trên, giá trị tuyệt đối công có ích lớn dấu hiệu xảy phản ứng b Ái lực hóa học Một vấn đề cần giải tiến hành khảo sát trình hóa học xác định khả xảy phản ứng Ái lực hóa học tập hợp điều kiện nói lên khả xảy phản ứng hóa học Như nói, dấu hiệu nói lên khả xảy phản ứng hóa học loại v = const; T = const p = const; T = const nội tự Z giảm , entanpi tự giảm ∅ hay giá trị tuyệt đối công có ích lớn khác Khi Z = Zmin, (∅ = ∅ ) hay Lvmax = Lpmax = phản ứng hóa học kể ngừng lại (hệ trạng thái cân với môi trường) Vậy lực hóa học chất tham gia phản ứng hóa học giá trị công có ích lớn phản ứng Phản ứng v = const; T = const xảy theo chiều thuận lượng tự hệ giảm (Z1 > Z2 ) hay công lớn có giá trị dương ( Lvmax12 > ) Ngược lại, phản ứng xảy theo chiều ngược lại nội tự hệ tăng (Z1 < Z2 ), hay công lớn có giá trị âm ( Lvmax12 < ) Tương tự vậy, với phản ứng p = const; T = const, entanpi tự giảm (∅1 > ∅ ) hay công lớn có giá trị dương ( Lpmax12 > ) phản ứng xảy theo chiều thuận Ngược lại, (∅1 < ∅ ) hay (Lpmax12 < 0) , phản ứng xảy theo chiều ngược Với hai laoij phản ứng giá trị công lớn lớn phản ứng dễ xảy Bây ta tìm mối quan hệ lực hóa học số can Để thuận tiện ta ký hiệu công lớn phản ứng đẳng tích-đẳng nhiệt Lv,T công lớn phản ứng đẳng áp-đẳng nhiệt Lp,T Xét phản ứng hóa học chất khí dạng: aA+bB € cC+dD (a) Công lớn hệ đoạn nhiệt trình bày mục 7.3 Ở đây, hệ đoạn nhiệt gồm chất khí phản ứng hóa học môi trường (khí quyển, …) Công lớn Lv,T công lớn hệ đoạn nhiệt Như nói phần 7.3, công hệ tổng đại số công môi chất (các chất khí phản ứng) công môi trường Với phản ứng v = const (tổng thể tích chất khí phản ứng không đổi), thể tích môi trường không 136 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com đổi công thay đổi thể tích môi trường không Vậy, công lớn Lv,T tổng đạ số công thay đổi thể tích chất khí phản ứng hóa học: Lv,T = LA + LB – LC – LD (b) Ở đây, để tổng thể tích chất khí A, B, C, D không đổi A, B giãn nở C, D phải bị nén Khi T = const, công thay đổi thể tích trình đẳng nhiệt khí lý tưởng là: p L = pV ln (c) p2 Từ phương trình trạng thái khí lý tưởng với số mol n: n pV = nR µ T từ p = R µ T = CR µ T v n Ở C = ; mol / m3 v Vậy từ (c) ta có: C L = nR µ T ln (d) C2 Khi ký hiệu C1 = C (nồng độ trạng thái ban đầu); C = C (nồng độ trạng thái cuối phản ứng – trạng thái cân hóa học) Từ (d) (a) ta có: C C L A = aR µ T ln A LC = cR µ T ln C (e) CA CC CB C L D = dR µ T ln D CB CD Trong a, b, c d số mol chất tham gia phản ứng sản phẩm pahnr ứng (a) nói Khi thay (e) (b) ta có:  Ca Cc Cb Cd  L V.T = R µ T  ln Aa + ln Bb − ln Cc − ln dD   C CB CC C D  A  L B = bR µ T ln ( = R µ T ln CaA + ln C bB − ln CaA − ln CbB − ln CcC − ln CdD + ln CcC + ln CdD  Ca C b Ca Cb  = R µ T  ln Ac dB − ln Ac dB   CC C D CC CD    Ca C b  L v 'T = R µ T  ln Ac dB − ln K c   CC C D  Khi thay K c = K p ( R µ T ) ∆n ) (12-17) vào (12-17) ta có:  CaA CbB  L v 'T = R µ T  ln c d − ln K p − ∆n ln ( R µ T )  (f)  CC CD  p Như vừa nói, ta có p = CR µ T , từ C = Vậy ta viết: R µT  P  C = A  R T  µ  a A a  P  C = C  R T  µ  c c C 137 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com b d  P   P  CbB =  B  CdD =  D  (i) R T R T  µ   µ  Khi (i) vào (f) với ∆n = c + d − a − b ta có: Vậy ta có biểu thức công lớn phụ thuộc vào Kp theo quan hệ sau:  PAa PBb  L v 'T = R µ T  ln c d − ln K p  (12-18)  PC PD  Trong hệ đoạn nhiệt gồm môi chất chuyển động môi trường (khí quyển, …) hình 7-14, khí trao đổi công với môi chất Công khí bao gồm công thay đổi thể tích L K = p o ∆VK giảm lượng đẩy ∆D K = − po ∆VK (với môi trường biến đổi động năng.) Vậy đây, công khí L nK = L K − ∆D K = Với phản ứng p = const T = const, coi chất phản ứng môi trường hệ đoạn nhiệt, công lớn hệ tổng công chất phản ứng công môi trường Và nói, công môi trường không nên công lớn hệ L p 'T công chất phản ứng L kt (ở công kỹ thuật p = const chất phản ứng hệ hở): L p 'T = L kt Tuy nhiên, T = const, khí lý tưởng, công kỹ thuật công thay đổi thể tích xét phản ứng dạng (a) ta có: L p 'T = L A + L B − LC − L D Công việc hoàn toàn trên, kết ta có biểu thức công lớn L p 'T phụ thuộc vào Kc Kp theo (12-17) (12-18):  Ca C b  L p 'T = R µ T  ln cA dB − ln K c  (12-19)  CC C D   Pa Pb  L p 'T = R µ T  ln Ac Bd − ln K p  (12-20)  PC PD  Mặc dù vế trái biểu thức (12-17), (12-18), (12-19), (12-20) giống giá trị L v'T L p 'T thường khác chúng thuộc trình khác Các phương trình gọi phương trình đẳng nhiệt phản ứng dùng cho khí lý tưởng, tính gần cho khí thực Khi dùng phương trình cho hệ nhiều pha, ta không tính đến pha lonhr rắn Từ biểu thức ta thấy, lực hóa học (công lớn nhất) phản ứng thuận chiều lớn (phản ứng dễ xảy ra) giá trị số cân Kc, Kp nhỏ Ái lực hóa học có giá trị dương L v'T > L p 'T > 0, phản ứng xảy theo chiều thuận; ngược lại L v'T < L p 'T < phản ứng xảy theo chiều ngược 138 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com [...]... thuộc của nhiệt dung riêng vào áp suất ở các áp suất không quá lớn Nhiệt dung riêng phụ thuộc vào nhiệt độ nên có khái niệm nhiệt dung riêng thực và nhiệt dung riêng trung bình 2.1.2 Phân loại nhiệt dung riêng Nhiệt dung riêng phụ thuộc vào nhiệt độ, đơn vị đo lường vật chất và quá trình cấp nhiệt của khối khí nên có các loại nhiệt dung riêng sau: a Phân loại theo nhiệt độ Nhiệt dung riêng thực là nhiệt. .. > 0 môi chất nhận nhiệt + Nếu q < 0 môi chất nhả nhiệt s2 - Trong quá trình tính nhiệt lượng áp dụng công thức: q12 = ∫ T ds ta cần biết hàm nhiệt độ s1 phụ thuộc entropi Nếu là quá trình đẳng nhiệt ta có q = T(s2 - s1) 2.2 Năng lượng toàn phần của hệ thống nhiệt động 2.2.1 Các dạng năng lượng trong hệ thống nhiệt động a Ngoại động năng: là năng lượng của chuyển động vĩ mô (chuyển động vật thể) được... p2v2 (quá trình đẳng nhiệt) thì công kỹ thuật có giá trị bằng công thay đổi thể tích 31 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Chương 3 ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG I VÀ CÁC QUÁ TRÌNH CƠ BẢN CỦA CHẤT KHÍ 3.1 Định luật nhiệt động I 3.1.1 Nội dung và ý nghĩa Định luật nhiệt động một là định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng ứng dụng trong phạm vi nhiệt Nhiệt năng... lượng nhiệt năng bị tiêu hao thì sẽ có một lượng xác định năng lượng khác được hình thành và tổng năng lượng của hệ thống không thay đổi Định luật nhiệt động thứ nhất đề cập tới việc biến hóa giữa nhiệt và công và được đươc phát biểu: Nhiệt có thể có thể biến thành công và ngược lại công cũng có thể biến thành nhiệt 3.1.2 Phương trình định luật nhiệt động I a Dạng tổng quát của phương trình định luật nhiệt. .. (3-3) và (3-4) ta có dạng phương trình định luật nhiệt động I dùng cho cả hệ kín và hệ hở của khí lý tưởng dq = CvdT + pdv (3-9) dq = CpdT - vdp (3-10) c Phương trình định luật nhiệt động I cho dòng khí hoặc hơi chuyển động Dòng khí chuyển động trong các ống dẫn là một hệ hở khi không thực hiện công ngoài với môi trường (ln12 = 0) Từ đó phương trình định luật nhiệt động I theo (3-2) ta có: q = ∆w =... một nhiệt lượng dq (kJ/đơn vị chất khí), nhiệt độ thay đổi một lượng dt; tỷ số dt được ký hiệu là C - gọi là nhiệt dung riêng C= dq ; [kJ/đv chất khí.độ] dt (2-1) Định nghĩa nhiệt dung riêng: Nhiệt dung riêng của chất khí là nhiệt lượng cần thiết cung cấp cho một đơn vị chất khí để nhiệt độ của nó tăng lên một độ theo một quá trình nào đó Nói chung nhiệt dung riêng phụ thuộc vào bản chất chất khí, nhiệt. .. chênh lệch nhiệt độ giữa các vật; (nếu không có sự chênh lệch về nhiệt độ thì sẽ không có sự trao đổi năng lượng như vậy không xuất hiện nhiệt năng) Chú ý: Khác với các thông số trạng thái, nhiệt và công là các đại lượng đặc trưng cho quá trình, nó phụ thuộc vào tính chất của qúa trình 2.1 Nhiệt dung riêng và cách tính nhiệt 2.1.1 Khái niệm về nhiệt dung riêng Xét một đơn vị chất khí với quá trình thay... chung Hệ nhiệt động trước khi xảy ra quá trình hỗn hợp gồm các dòng khí 1 và dòng khí 2 là hệ hở, năng lượng toàn phần của hệ được biểu thị bằng entanpi (bỏ qua động năng và thế năng của dòng khí) Lúc này ta có: Wh1 = I1 + I2 Hệ nhiệt động sau khi xảy ra quá trình hỗn hợp là dòng khí hỗn hợp (hệ hở), năng lượng toàn phần cũng được biểu thị bằng entanpi Wh2 = I Từ phương trình định luật nhiệt động I cho... loại nhiệt dung riêng: C = C'.vtc = Cµ µ (2-5) Trong đó: vtc - thể tích ở điều kiện tiêu chuẩn vật lý, mtc/kg; µ - kilômol của chất khí (kilômol là lượng vật chất tính bằng kg có trị số bằng phân tử lượng) c Phân loại theo quá trình trao đổi nhiệt Nhiệt dung riêng đẳng áp: khi quá trình nhận nhiệt xảy ra ở áp suất không đổi ta có nhiệt dung riêng đẳng áp Cp nhiệt dung riêng khối lượng đẳng áp; C'p nhiệt. .. trị rất nhỏ so với biến đổi động năng và entanpi và thường được bỏ qua g∆h ≈ 0 Vậy phương trình định luật nhiệt động I cho dòng khí sẽ là: ∆ω 2 q = ∆w = ∆i + 2 (3-11)  ω2  dq = di + d    2  (3-12) d Phương trình định luật nhiệt động I đối với các quá trình hỗn hợp Khi hỗn hợp các chất khí không thực hiện công đối với môi trường (ln = 0) và giả thiết rằng không trao đổi nhiệt với môi trường (dq = ... http://www.fineprint.com 3.4 Các trình nhiệt động khí thực Các trình nhiệt động (giả thiết thuận nghịch) xảy khí thực bao gồm trình: đẳng tích, đẳng nhiệt, đẳng áp đoạn nhiệt Tính toán trình nhiệt động có nghĩa... tích nhiệt lượng trình hoàn toàn dùng để thay đổi nội c Quá trình đẳng nhiệt Khái niệm: Quá trình đẳng nhiệt trình nhiệt động tiến hành điều kiện nhiệt độ không đổi: T=const Áp dụng phương trình. .. 3.3 Các trình nhiệt động khí lý tưởng 3.3.1 Khái niệm trình nhiệt động Quá trình nhiệt động trình biến đổi liên tục thông số trạng thái từ trạng thái cân sang trạng thái cân khác theo trình 3.3.2