CÔNG NGHỆ HÓA HỌC HÓA LÝ 1

HÓA LÝ PGS.TS Trương Vĩnh Th.S Diệp Thanh Tùng KS Đào Ngọc Duy THÔNG TIN CHUNG VỀ MÔN HỌC Tên môn học: Hóa lý  Mã môn học: 217111  Số tín chỉ: LT  Tổng số tiết: 30  Môn học: bắt buộc  Các môn học tiên quyết: không  Giờ tín hoạt động:  Nghe giảng lý thuyết: 20  Làm tập lớp: 10  Tự học: 90  MỤC TIÊU MÔN HỌC cấp số kiến thức sở Nhiệt động lực học ứng dụng khảo sát trình hóa học số vấn đề kỹ thuật  Cung  Nắm số tính chất nhiệt vật chất đồng thời áp dụng chúng để khảo sát vấn đề thực tế kỹ thuật  Nắm  Ứng ý nghĩa nguyên lý dụng nguyên lý để khảo sát trình hóa học, trình nhiệt thiết bị nhiệt tính toán đơn giản trình thiết bị NỘI DUNG  Chương 1: Một số khái niệm  Chương 2: Khí hỗn hợp khí lý tưởng  Chương 3: Định luật nhiệt động thứ  Chương 4: Quá trình nhiệt động  Chương 5: Định luật nhiệt động thứ hai  Chương 6: Hơi nước & không khí ẩm  Chương 7: Nhiên liệu  Học HỌC LIỆU liệu bắt buộc: 1.Trương Vĩnh (2006/2012) Nhiệt kỹ thuật Giáo trình Bộ Môn Công Nghệ Hóa Học, Đại học Nông Lâm TP HCM  Học liệu tham khảo: Haberman W L , John J E A., (1986) Engineering Thermodynamics with Heat Transfer, Allyn and Bacon, Massachusettes McMullan, J.T and Morgan, R (1981) Heat pumps Adam Hilger Ltd, Briston Lydersaen, A.L (1979) Fluid Flow and Heat Transfer, John Wiley & Sons, Chichester YÊU CẦU ĐỐI VỚI SINH VIÊN  Hiện diện lớp: sinh viên phải có mặt không 2/3 số tiết lý thuyết dự thi cuối kỳ  Làm đầy đủ tập nhà ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ  Hiện  Bài diện – Kiểm tra 10’ (cộng, trừ điểm) tập nhà (10%)  Kiểm  Thi tra kỳ (30%) cuối kỳ (60%) CHƯƠNG 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1 1.2 1.3 • Hệ môi trường • Môi chất •Trạng thái thông số trạng thái CHƯƠNG 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN học liên quan đến nhiệt công biến đổi chúng  Môn học liên quan đến định luật thứ thứ hai nhiệt động học  ĐL1 nhiệt động học trường hợp đơn giản định luật bảo toàn lượng dạng lượng khác mà sở hữu  ĐL2 liên quan đến điều kiện biến đổi công nhiệt  Kết đạt cho phép xây dựng sở lý thuyết cho các động nhiệt tìm phương pháp đạt công có ích lớn thiết bị lượng nhiệt  Khoa 1.1.1 Hệ: 1.1 HỆ & MÔI TRƯỜNG phần không gian hay vật chất đặt để nghiên cứu Những vật khác không nằm hệ gọi môi trường xung quanh  Có thể phân hệ thành:  Hệ mở: hệ có lượng vật chất trao đổi với môi trường  Là  Hệ đóng: hệ có trao đổi lượng mà trao đổi vật chất với môi trường  Hệ  Hệ cô lập: hệ không trao đổi với môi trường đoạn nhiệt: hệ thay đổi nhiệt độ mà không trao đổi nhiệt với môi trường 1.3 TRẠNG THÁI VÀ CÁC THÔNG SỐ TRẠNG THÁI 1.3.2 Áp suất  Áp suất tuyệt đối: lực tác dụng môi chất lên đơn vị diện tích bề mặt ranh giới theo phương pháp tuyến  Theo thuyết động học phân tử: 𝐩 = 𝐦𝛚𝟐 𝛂 𝐧 𝟑 n: số lượng phân tử khí có chứa đơn vị thể tích : hệ số tỉ lệ;  = với khí lý tưởng 1.3 TRẠNG THÁI VÀ CÁC THÔNG SỐ TRẠNG THÁI 1.3.2 Áp suất  Đơn vị đo áp suất N/m2 hay Pa (Pascal) dùng atmosphere, độ cao cột chất lỏng mmH2O mmHg (torr)  Ngoài at (atmosphere kỹ thuật) = kG/cm2 = 98,066 kPa = 98066 N/m2 = 735,5 mmHg 1 atm (atmosphere vật lý) = 101,325 kPa = 1,013x105 N/m2 = 760 mmHg 1  1mmHg 1 = 13,6 mmH2O MPa = 103 kPa = 106 Pa = 106 N/m2 1.3 TRẠNG THÁI VÀ CÁC THÔNG SỐ TRẠNG THÁI 1.3.2 Áp suất at Pa at 9,81.104 Pa 1,02.10-5 1 mm H2O 10-4 9,81 mm Hg 1,36.10-3 133,3 bar 1,02 105 mm H2O mm Hg bar (tor) 104 735,56 0,981 0,102 7,5.10-3 10-5 73,56.10-3 9,81.10-5 13,6 1,33.10-3 1,02.104 750 1.3 TRẠNG THÁI VÀ CÁC THÔNG SỐ TRẠNG THÁI 1.3.2 Áp suất  Áp suất dư: Áp suất bình chứa (p) lớn áp suất khí (pa), phần lớn gọi áp suất dư (pd)  Độ chân không: Áp suất bình chứa (p) nhỏ áp suất khí (pa), phần nhỏ gọi độ chân không (pc) suất khí đo barometer, áp suất dư đo manometer, độ chân không đo chân không kế  Áp 1.3 TRẠNG THÁI VÀ CÁC THÔNG SỐ TRẠNG THÁI 1.3.2 Áp suất p p = pa + p d p = pa – p c a hd pa hc suất dư độ chân không tính toán từ độ chênh lệch cột chất lỏng h:  Áp pd = ghd hay pc = ghc Chỉ có áp suất tuyệt đối thông số trạng thái 1.3 TRẠNG THÁI VÀ CÁC THÔNG SỐ TRẠNG THÁI 1.3.3 Thể tích riêng  Tỉ số thể tích choán chỗ (V) khối lượng (G) tương ứng vật chất  Nghịch đảo khối lượng riêng 𝐯= 𝐕 𝐆 = 𝟏 𝛒 (m3/kg) Chỉ tích riêng thông số trạng thái 1.3 TRẠNG THÁI VÀ CÁC THÔNG SỐ TRẠNG THÁI 1.3.4 Năng lượng hệ  Gồm động năng, nội  Động năng: lượng chuyển động tự hệ Bằng ½ Gv2, v vận tốc hệ  Thế năng: tổng tất trọng trường, ly tâm điện trường hệ Thế liên quan đến lực tương tác phân tử nên phụ thuộc vào khoảng cách phân tử 1.3 TRẠNG THÁI VÀ CÁC THÔNG SỐ TRẠNG THÁI 1.3.4 Năng lượng hệ  Thế động phụ thuộc vào môi trường xung quanh  Nội phụ thuộc vào chất hệ môi trường xung quanh  Nội tồn dạng cơ, hóa, điện, từ nhiệt 1.3 TRẠNG THÁI VÀ CÁC THÔNG SỐ TRẠNG THÁI 1.3.5 Nội  Là lượng chuyển động phân tử bên vật lực tương tác chúng  Nội gồm thành phần: nội động (ud) nội (up): u = ud + up nội hàm nhiệt độ thể tích riêng?  Đối với khí lý tưởng, nội phụ thuộc vào nhiệt độ? 1.3 TRẠNG THÁI VÀ CÁC THÔNG SỐ TRẠNG THÁI 1.3.5 Nội  u nội 1(kg) môi chất U = G.u nội G(kg)  Đơn vị: kJ hay kWh, kcal kcal = 4,185 kJ; 1kJ = 277,77x10-6 kWh  Nội hàm trạng thái không đo trực tiếp mà phải tính toán  Khi hệ thay đổi từ trạng thái sang trạng thái khác, thay đổi nội phụ thuộc vào thông số trạng thái đầu cuối hệ 1.3 TRẠNG THÁI VÀ CÁC THÔNG SỐ TRẠNG THÁI 1.3.6 Enthapy  Enthalpy H chất môi giới tổng nội tích số pV: G kg: H = U + pV (kJ/kg) kg: h = u + pv (kJ/kg)  Enthalpy thông số trạng thái không đo trực tiếp mà phải tính toán  Enthalpy khí thực phụ thuộc vào nhiệt độ T thể tích v  Đối với khí lý tưởng, enthalpy phụ thuộc vào nhiệt độ 1.3 TRẠNG THÁI VÀ CÁC THÔNG SỐ TRẠNG THÁI 1.3.7 Quá trình  Quá trình thay đổi trạng thái hệ  Quá trình xảy có trạng thái hệ thay đổi  Quá trình kín hay chu trình trình có trạng thái đầu trùng với trạng thái cuối  Quá trình cân bằng: hệ qua hàng loạt trạng thái cân  Quá trình không cân bằng: hệ qua hàng loạt trạng thái không cân 1.3 TRẠNG THÁI VÀ CÁC THÔNG SỐ TRẠNG THÁI 1.3.8 Đồ thị trạng thái  Biểu diễn mối quan hệ trạng thái hệ  p-v, T-v, T-s, p-T p-v-T  Mỗi điểm đồ thị biểu diễn trạng thái cân  Một đường cong biểu diễn trình, đường cong kín biểu diễn chu trình ĐỒ THỊ TRẠNG THÁI ĐỒ THỊ TRẠNG THÁI ... at 9, 81. 104 Pa 1, 02 .10 -5 1 mm H2O 10 -4 9, 81 mm Hg 1, 36 .10 -3 13 3,3 bar 1, 02 10 5 mm H2O mm Hg bar (tor) 10 4 735,56 0,9 81 0 ,10 2 7,5 .10 -3 10 -5 73,56 .10 -3 9, 81. 10-5 13 ,6 1, 33 .10 -3 1, 02 .10 4 750 1. 3 TRẠNG... 735,5 mmHg 1 atm (atmosphere vật lý) = 10 1,325 kPa = 1, 013 x105 N/m2 = 760 mmHg 1  1mmHg 1 = 13 ,6 mmH2O MPa = 10 3 kPa = 10 6 Pa = 10 6 N/m2 1. 3 TRẠNG THÁI VÀ CÁC THÔNG SỐ TRẠNG THÁI 1. 3.2 Áp suất... CHUNG VỀ MÔN HỌC Tên môn học: Hóa lý  Mã môn học: 217 111  Số tín chỉ: LT  Tổng số tiết: 30  Môn học: bắt buộc  Các môn học tiên quyết: không  Giờ tín hoạt động:  Nghe giảng lý thuyết: 20