CHƯƠNG 3 ĐỊNH LUẬT THỨ NHẤT, NHIỆT KỸ THUẬT

Chương 3: ĐỊNH LUẬT THỨ NHẤT SỰ TRUYỀN NĂNG LƯNG Nhiệt công đại lượng đặc trưng cho trao đổi lượng môi chất môi trường thực trình Khi môi chất trao đổi công với môi trường kèm theo chuyển động vó mô Khi môi chất trao đổi nhiệt tồn chênh lệch nhiệt độ 3.1 NHIỆT Khi có khác biệt nhiệt độ hệ môi trường trao đổi lượng Nhiệt (Q) Một vật có nhiệt độ khác không phân tử nguyên tử chuyển động hỗn loạn vật mang lượng nhiệt 3.1 NHIỆT Khi hai vật tiếp xúc nội vật nóng truyền sang vật lạnh trình truyền nhiệt Lượng nội truyền trình gọi nhiệt lượng trao đổi hai vật Ký hiệu: Q hay q Qui ước: q > 0: vật nhận nhiệt q < 0: vật tỏa nhiệt 3.1.1 NHIỆT DUNG RIÊNG – khái niệm  3.1.1 NHIỆT DUNG RIÊNG – phân loại Theo đơn vò đo môi chất: 1[kg] - NDR khối lượng, C[kJ/kg.độ] 1[m3] - NDR thể tích, C’[kJ/m3 độ] 1[kmol] - NDR kmol, Cµ[kJ/kmol.độ] Quan hệ: Cμ = μ C = 22,4 C’ 3.1.1 NHIỆT DUNG RIÊNG – phân loại  Theo tính chất trình: + Quá trình có áp suất không đổi: NDR khối lượng đẳng áp, Cp (kJ/kg.độ) NDR thể tích đẳng áp, C’p (kJ/m3.độ) NDR kmol đẳng áp, Cµp (kJ/Kmol.độ) + Quá trình tích không đổi:  NDR khối lượng đẳng tích, Cv (kJ/kg.độ)  NDR thể tích đẳng tích, C’v (kJ/m3.độ)  NDR kmol đẳng tích, Cµv (kJ/Kmol.độ) 3.1.1 NHIỆT DUNG RIÊNG – phân loại  3.1.1 NHIỆT DUNG RIÊNG – phân loại BẢNG NHIỆT DUNG RIÊNG CỦA KHÍ LÝ TƯỞNG Loại khí k=Cp/Cv Khí ngun tử 1,67 12,6 20,9 Khí ngun tử 1,40 20,9 29,3 Khí nhiều ngun tử 1, 29 29, 37,7 Cµv Cµp [kJ/kmol.K] [kJ/kmol.K] 3.1.1 NHIỆT DUNG RIÊNG Sự phụ thuộc NDR vào nhiệt độ C = ao + a1.t C = ao + a1.t + a2.t2 C = ao + a1.t + a2.t2+a3t3 +…+ antn a0, a1,…an – hệ số Với khí lý tưởng C = const 3.1.1 NHIỆT DUNG RIÊNG Nếu giá trò nhiệt dung riêng trung bình từ đến t: Nếu có dạng đường thẳng 3.1.1 NHIỆT DUNG RIÊNG  NDR củahỗnhợp Nhiệtlượngtiêutốnđểnângnhiệtđộhỗnhợplên1 độ = tổngnhiệtlượngtiêutốnđểnângnhiệtđộcáckhíthàn hphầnlên1 đo  G.C = G1.C1 + G2.C2 + + Gn.Cn C= g1.C1 + g2.C2 + + gn.Cn = C’= r1.C’1+ r2.C’2+ + rn.C’n= Cµ= r1.C1µ+ r2.C2µ+ + rn.Cnµ= 3.1.2 TÍNH NHIỆT LƯNG dq = C.dt  Q = G C Δ T= G C (T2 – T1)  NếuC = constthì q12= C.(t2-t1) 3.2 CÔNG Công (W) dạng khác lượng truyền hệ môi trường Khi thực trình, p, V thay đổi dòch chuyển trọng tâm khối môi chất phần lượng nhiệt Công trình Độ lớn công thực tích lực đẩy F với khoảng cách di chuyển ∆l pit-tông 3.2 CÔNG  W = F ∆l = (F/A)A ∆l = P ∆V Công (J= Joules) tích áp suất (N/m2 hay Pa) với thay đổi thể tích hệ (m3) Qui ước: Nếu W > 0: môi trường thực công lên hệ Nếu W < 0: hệ thực công lên môi trường Các loại công: công giãn nở (công thay đổi thể tích), công lưu động (công thay đổi vò trí), công kỹ thuật (công thay đổi áp suất) 3.2.1 CÔNG DÃN NỞ l=p.A.dx=p.dv  Công dãn nở trình (1) (2): p v2 dv lgn = ∫v p.dv -Công phụ thuộc trình nên hàm trạng thái -Vì p > nên khi: dv > l>0 :dãn nở sinh công dv < l0 - mơi chất sinh cơng lgn[...]... cuối Quá trình không TN : không thỏa mãn điều kiện trên, đây là thực tế 3. 3 ĐỊNH LUẬT 1 3. 3.1 Phát biểu: Năng lượng không mất đi biến đổi qua lại Tổng các dạng năng lượng trong 1 hệ kín là không đổi 3. 3.2 Ý nghóa: Mối tương quan giữa nhiệt năng và các dạng năng lượng khác  Tính bảo tồn của năng lượng 3. 3 .3 Các dạng biểu thức  Hệ kín: δq = du + dl = du + pdv Đẳng tích: δqv = du = Cv.dT Đẳng áp:.. .3. 1.1 NHIỆT DUNG RIÊNG Nếu giá trò nhiệt dung riêng trung bình từ 0 đến t: Nếu có dạng đường thẳng thì 3. 1.1 NHIỆT DUNG RIÊNG  NDR củahỗnhợp Nhiệtlượngtiêutốnđểnângnhiệtđộhỗnhợplên1 độ = tổngnhiệtlượngtiêutốnđểnângnhiệtđộcáckhíthàn hphầnlên1 đo  G.C = G1.C1 + G2.C2 + + Gn.Cn C= g1.C1 + g2.C2 + + gn.Cn = C’= r1.C’1+ r2.C’2+ + rn.C’n= Cµ= r1.C1µ+ r2.C2µ+ + rn.Cnµ= 3. 1.2... môi chất tiến hành một quá trình, áp suất thay đổi một lượng là dp thì thực hiện một công kỹ thuật là dlkt dlkt = dlgn- dllđ = p.dv - d(pv) = pdv - pdv – vdp = -vdp p2 lkt = − ∫ v.dp p1 p2 dp p1 v Diện tích (p112p2 )=lkt Quy ước: Nếu lgn>0 - mơi chất sinh cơng lgn0 :dãn nở sinh công dv < 0 l 0: môi trường thực hiện công lên hệ Nếu W < 0: hệ thực hiện công lên môi trường Các loại công: công giãn nở (công thay đổi thể tích), công lưu động (công thay đổi vò trí), công kỹ thuật (công thay đổi áp suất) 3. 2.1 CÔNG DÃN NỞ l=p.A.dx=p.dv  Công dãn nở trong quá trình (1) và (2): p v2 dv lgn... TÍNH NHIỆT LƯNG dq = C.dt  Q = G C Δ T= G C (T2 – T1)  NếuC = constthì q12= C.(t2-t1) 3. 2 CÔNG Công (W) là các dạng khác của năng lượng truyền giữa hệ và môi trường Khi thực hiện một quá trình, nếu p, V thay đổi hoặc dòch chuyển trọng tâm khối môi chất 1 phần năng lượng nhiệt cơ năng Công của quá trình Độ lớn của công thực hiện là tích của lực đẩy F với khoảng cách di chuyển ∆l của pit-tông 3. 2 ... thực tế 3. 3 ĐỊNH LUẬT 3. 3.1 Phát biểu: Năng lượng không biến đổi qua lại Tổng dạng lượng hệ kín không đổi 3. 3.2 Ý nghóa: Mối tương quan nhiệt dạng lượng khác  Tính bảo tồn lượng 3. 3 .3 Các... nhiệt 3. 1.1 NHIỆT DUNG RIÊNG – khái niệm  3. 1.1 NHIỆT DUNG RIÊNG – phân loại Theo đơn vò đo môi chất: 1[kg] - NDR khối lượng, C[kJ/kg.độ] 1[m3] - NDR thể tích, C’[kJ/m3 độ] 1[kmol] - NDR... 2) công lưu động 3. 2 .3 CÔNG KỸ THUẬT Khi môi chất tiến hành trình, áp suất thay đổi lượng dp thực công kỹ thuật dlkt dlkt = dlgn- dllđ = p.dv - d(pv) = pdv - pdv – vdp = -vdp p2 lkt = − ∫ v.dp