CHƯƠNG 5 ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG 2, ĐH NÔNG LÂM TPHCM

BÀI GIẢNG NHIỆT KỸ THUẬT Chương 5: ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG » Định luật I định luật bảo toàn chuyển hóa lượng viết cho trình nhiệt động » ĐL1 cho phép tính toán cân lượng trình, xác đònh lượng nhiệt chuyển hóa thành công ngược lại » Tuy nhiên ĐL1 không cho ta biết điều kiện nhiệt biến đổi thành công liệu toàn nhiệt biến đổi hoàn toàn thành công không ĐỊNH LUẬT 5.1 ĐỊNH LUẬT 5.1.1 Phát biểu » » Nhiệt lượng tự truyền từ vật lạnh sang vật nóng Muốn truyền phải tiêu tốn lượng Không thể có động vónh cửu loại 2, động làm việc tiếp xúc với nguồn nhiệt Tức chế tạo máy có khả biến toàn nhiệt lượng nhận thành công 5.1.2 Ý nghóa » » Chiều, hướng,đđiều kiện chuyển hóa lượng Hiệu chuyển hóa lượng 5.2 CHU TRÌNH NHIỆT ĐỘNG 5.2.1 Khái niệm » Là hay tập hợp số trình xảy liên tiếp mà chất môi giới trở lại trạng thái ban đầu » Chu trình thuận chiều: theo kim đồng hồ, biến nhiệt thành công (l>0) Ví dụ: động nhiệt » Chu trình ngược chiều: ngược kim đồng hồ (l » Đồ thò: lo >0 5.2 CHU TRÌNH NHIỆT ĐỘNG 5.2.2 Chu trình thuận chiều » Kết quả: q1 = lo + q » Hiệu suất nhiệt: q1 − q q2 lo ηt = = = 1− q1 q1 q1 q1> - tổng nhiệt lượng cấp cho môi chất q2< - tổng nhiệt lượng thải lo > - tổng công sinh chu trình Đánh giá mức độ hoàn thiện biến đổi nhiệt thành công 5.2 CHU TRÌNH NHIỆT ĐỘNG 5.2.5 Chu trình ngược chiều » Đònh nghóa: chu trình mà môi chất nhận công từ bên để lấy nhiệt từ nguồn lạnh nhả cho nguồn nóng » Qui ước: l < » Đồ thò: lo< 5.2 CHU TRÌNH NHIỆT ĐỘNG 5.2.5 Chu trình ngược chiều » Kết quả: q + lo = q1 » Hệ số làm lạnh q2 q2 ε= = lo q1 − q q2> - tổng lượng nhiệt nhận vào q1< - tổng nhiệt lượng thải lo< – tổng công nhận vào chu trình Hiệu làm việc chu trình ngược chiều 5.3 CHU TRÌNH CARNOT 5.3.1 Đặc tính » Chu trình carnot chu trình lý tưởng, có khả biến đổi nhiệt lượng với hiệu cao » » » » Tuy nhiên, áp dụng vào thực tế có nhược điểm giá thành hiệu suất thiết bò Vì vậy, CT carnot làm mục tiêu để hoàn thiện chu trình khác mặt hiệu nhiệt Gồm trình đẳng nhiệt trình đoạn nhiệt Chu trình thuận nghòch thực nhờ nguồn nhiệt (T & T2) để trao đổi nhiệt với nguồn nhiệt 5.3 CHU TRÌNH CARNOT 5.3.2 Chu trình Carnot thuận chiều » » » » Chất môi giới khí lý tưởng Không tổn thất lượng tiến hành chu trình Có hiệu suất nhiệt cao Tiến hành chu trình: 1-2: Giãn nở đẳng nhiệt 2-3: Giãn nở đoạn nhiệt 3-4: Nén đẳng nhiệt 4-1: Nén đoạn nhiệt 5.3 CHU TRÌNH CARNOT 5.3.2 Chu trình Carnot thuận chiều Hiệu suất nhiệt: » q2 t lượng: » Nhiệ η = 1− q1 = q12C= TN.(s2 – s1) q2= q34 = TL.(s4 – s3) q1 q2 TL ηC = − = 1− q1 TH 5.3 CHU TRÌNH CARNOT 5.3.2 Chu trình Carnot thuận chiều » η: phụ thuộc nhiệt độ nguồn nóng nguồn lạnh mà không phụ thuộc chất chất môi giới » η lớn nhiệt độ nguồn nóng cao nhiệt độ nguồn lạnh thấp » η < 1, η =1 T1 ∞ T2 = xảy Vậy nhiệt biến hoàn toàn thành công (đònh luật 2) 5.3 CHU TRÌNH CARNOT 5.3.2 Chu trình Carnot thuận chiều Khi T1=T2 η = sinh công có nguồn nhiệt (đònh luật 2) η chu trình Carnot lớn η chu trình khác có T1 T » » 5.3 CHU TRÌNH CARNOT 5.3.3 Chu trình Carnot ngược chiều Tiến hành chu trình: 1-2: Giãn nở đoạn nhiệt 2-3: Giãn nở đẳng nhiệt 3-4: Nén đoạn nhiệt 4-1: Nén đẳng nhiệt »     5.3 CHU TRÌNH CARNOT 5.3.3 Chu trình Carnot ngược chiều Hệ số làm lạnh: » q2 q2 ng: = » Nhiệεt lượ C = q1 = q41 = TlN.(s1 – sq ) −q o q2= q23 = TL.(s3 – s2) q2 q2 TL εC = = = l0 q1 − q TH − TL 5.3 CHU TRÌNH CARNOT 5.3.2 Chu trình Carnot ngược chiều η: phụ thuộc nhiệt độ nguồn nóng nguồn lạnh mà không phụ thuộc chất chất môi giới η lớn nhiệt độ nguồn nóng thấp nhiệt độ nguồn lạnh cao » » 5.4 BIỂU THỨC GIẢI TÍCH ĐL2 5.4.1 » Chu trìnhthuậnnghòch » Xétchutrình Carnot : » Vì q2 TỔNG QUÁT 5.5 Entropy 5.5 Entropy » Tổngquátcôngvà Entropy QT không TN 5.5.2 » ĐL1: δq = du + δl du làhàmtrạngthái, gọilrlàcôngcủaqúatrìnhthuậnnghòchnên: δq – δl = δqr – δlr δqr= δq + (δlr – δl) δqr = δq + δltt δltt: côngtổnthấtgâyra khôngthuậnnghòch [...]... ra Vậy nhiệt không thể biến hoàn toàn thành công (đònh luật 2) 5. 3 CHU TRÌNH CARNOT 5. 3.2 Chu trình Carnot thuận chiều Khi T1=T2 thì η = 0 không thể sinh công khi chỉ có một nguồn nhiệt (đònh luật 2) η của chu trình Carnot lớn hơn η chu trình khác khi có cùng T1 và T 2 » » 5. 3 CHU TRÌNH CARNOT 5. 3.3 Chu trình Carnot ngược chiều Tiến hành chu trình: 1-2: Giãn nở đoạn nhiệt 2-3: Giãn nở đẳng nhiệt 3-4:... Thựctếcácquátrìnhlàkhôngthuậnnghòchnên chu trìnhcũngkhôngthuậnnghòch, côngsinh ra thấphơn, nhiệtthải ra q2lớnhơn •Nhiệtlượngnhậnvàocônglýtưởng 5. 4 BIỂU THỨC GIẢI TÍCH ĐL2 » TỔNG QUÁT 5. 5 Entropy 5. 5.1 » Biểuthứcgiảitích » Xétchutrìnhthuậnnghòchbấtkỳ: làhàmcủatrạngthái Đặt: ds = : gọilà entropy (J/kg độ) 5. 5 Entropy » Quátrìnhkhôngthuậnnghòch: Xétchutrìnhkhôngthuậnnghòch 1a2b1 (gồm... chất của chất môi giới η càng lớn khi nhiệt độ nguồn nóng càng thấp và nhiệt độ nguồn lạnh càng cao » » 5. 4 BIỂU THỨC GIẢI TÍCH ĐL2 5. 4.1 » Chu trìnhthuậnnghòch » Xétchutrình Carnot : » Vì q2 TỔNG QUÁT 5. 5 Entropy 5. 5 Entropy » Tổngquátcôngvà Entropy do QT không TN 5. 5.2 » ĐL1: δq = du + δl vì du làhàmtrạngthái, gọilrlàcôngcủaqúatrìnhthuậnnghòchnên: δq – δl = δqr – δlr δqr= δq + (δlr – δl) δqr = δq + δltt δltt: côngtổnthấtgâyra do khôngthuậnnghòch ... Xétchutrìnhkhôngthuậnnghòch 1a2b1 (gồm 1a2 khôngthuậnnghòch, 2b1 : thuậnnghòch) Mà2b1 làquátrìnhthuậnnghòchnên ds > TỔNG QUÁT 5. 5 Entropy 5. 5 Entropy » Tổngquátcôngvà Entropy QT không TN 5. 5 .2 » ĐL1: δq = du... chu trình:  1 -2 : Giãn nở đẳng nhiệt  2- 3 : Giãn nở đoạn nhiệt  3-4 : Nén đẳng nhiệt  4-1 : Nén đoạn nhiệt 5. 3 CHU TRÌNH CARNOT 5. 3 .2 Chu trình Carnot thuận chiều Hiệu suất nhiệt: » q2 t lượng: »... ước: l < » Đồ thò: lo< 5. 2 CHU TRÌNH NHIỆT ĐỘNG 5. 2 .5 Chu trình ngược chiều » Kết quả: q + lo = q1 » Hệ số làm lạnh q2 q2 ε= = lo q1 − q q2> - tổng lượng nhiệt nhận vào q1< - tổng nhiệt lượng thải