Đang tải... (xem toàn văn)
Nội dung của bài giảng: Biểu thức định lượng của Nguyên lý thứ II, hàm entropy và nguyên lý tăng entropy, entropy và nguyên lý thứ II của nhiệt động, ý nghĩa của entropy. Mời các bạn cùng tham khảo. Nội dung của bài giảng: Biểu thức định lượng của Nguyên lý thứ II, hàm entropy và nguyên lý tăng entropy, entropy và nguyên lý thứ II của nhiệt động, ý nghĩa của entropy. Mời các bạn cùng tham khảo.
HỌC VIỆN Y – DƯỢC HỌC CỔ TRUYỀN VIỆT NAM BỘ MÔN SINH – LÝ SINH Bài Bài 44 ENTROPY ENTROPY VÀ VÀ NGUYÊN NGUYÊN LÝ LÝ TĂNG TĂNG ENTROPY ENTROPY Giảng viên: ThS Nguyễn Khắc Điền Email: nguyenkhacdien@gmail.com Điện thoại: 0904005714 NỘI NỘI DUNG DUNG BÀI BÀI GIẢNG GIẢNG I.I Biểu Biểu thức thức định định lượng lượng của Nguyên Nguyên lý lý thứ thứ II II II II Hàm Hàm entropy entropy và nguyên nguyên lý lý tăng tăng entropy entropy III III Entropy Entropy và nguyên nguyên lý lý thứ thứ II II của nhiệt nhiệt động động V V Ý Ý nghĩa nghĩa của entropy entropy VI VI Bài Bài tập tập trắc trắc nghiệm nghiệm I.I Biểu Biểu thức thức định định lượng lượng của Nguyên Nguyên lý lý thứ thứ II II Từ biểu thức hiệu suất động nhiệt động Carnot ta có: Tổng đại số đại lượng Q/T chu trình Carnot không I.I Biểu Biểu thức thức định định lượng lượng của Nguyên Nguyên lý lý thứ thứ II II Từ Xét mộtbiểu chu trình thức thuận hiệu nghịch suất bất củakỳ động nhiệt Pđộng Carnot ta có: P V V Các Q/T cặp hai đườngchu đẳngtrình nhiệt Một chuđại trìnhsố thuận nghịch Tổng đại bất lượng kỳ coi tạo thực hai lần theo hai Carnot không thành từ số lớn chu chiều ngược nên khử trình Carnot nguyên tố I.I Biểu Biểu thức thức định định lượng lượng của Nguyên Nguyên lý lý thứ thứ II II Xét chu trình thuận nghịch P P V Một chu trình thuận nghịch coi tạo thành từ số lớn chu trình Carnot nguyên tố V Các cặp hai đường đẳng nhiệt thực hai lần theo hai chiều ngược nên khử I.I Biểu Biểu thức thức định định lượng lượng của Nguyên Nguyên lý lý thứ thứ II II Xét chu trình thuận nghịch P đại số đại lượng Q/T P không Tổng chu trình thuận nghịch Nếu chu trình không thuận nghịch thì: Biểu thức định lượngVtổng quát nguyên lý V II: II II Hàm Hàm entropy entropy và nguyên nguyên lý lý tăng tăng entropy entropy Hàm entropy Điều kiện chứng tỏ đại lượng x biến số trạng thái là: dQ/T vi phân hàm trạng thái đó, hàm gọi entropy hệ ký hiệu chữ S Trong hệ SI đơn vị entropy J/K II II Hàm Hàm entropy entropy và nguyên nguyên lý lý tăng tăng entropy entropy Hàm entropy Điềumột Xét kiệnchu chứng trình tỏ thuậnđại lượng x biến nghịch số trạngđược thái là: tạo thành từ hai trình thuận nghịch a1b b2a dQ/T vi phân hàm trạng thái đó, hàm gọi entropy hệ ký hiệu chữ S Trong hệ SI đơn vị entropy J/K II II Hàm Hàm entropy entropy và nguyên nguyên lý lý tăng tăng entropy entropy Hàm entropy Xét chu trình thuận nghịch tạo thành từ hai trình thuận nghịch a1b b2a Độ biến thiên entropy phụ thuộc vào entropy trạng thái đầu a trạng thái cuối b hệ II II Hàm Hàm entropy entropy và nguyên nguyên lý lý tăng tăng entropy entropy Hàm entropy Entropy trạng thái xác định sai số Độ biến thiên entropy phụ thuộc vào entropy trạng thái đầu a trạng thái cuối b hệ II II Hàm Hàm entropy entropy và nguyên nguyên lý lý tăng tăng entropy entropy Nguyên lý tăng entropy Quá trình thuận nghịch (quá trình ma sát) Entropy hệ tăng, giảm không đổi Nhưng entropy hệ cộng môi trường giữ nguyên không đổi II II Hàm Hàm entropy entropy và nguyên nguyên lý lý tăng tăng entropy entropy Nguyên lý tăng entropy nghịch Quá trình trình không thuậnthuận nghịch (quá trình ma sát) Ví dụ: Xét dãn nở khí lý tưởng vào chân không bình cách nhiệt Khí dãn nở vào chân không nên A = Bình cách Entropy nhiệt hệ có vớithể môităng, trường giảm nênhoặc Q =không đổi Vậy: ∆S entropy Nhưng = hệ cộng môi trường giữ Kết luậnkhông nguyên sai đổi.vì trình không thuận nghịch, biến thiên entropy không II II Hàm Hàm entropy entropy và nguyên nguyên lý lý tăng tăng entropy entropy Nguyên lý tăng entropy Quá trình không thuận nghịch Ví dụ: Xét dãn nở khí lý tưởng vào chân không bình cách nhiệt ∆U = Theodãn nguyên kýchân thứ A= 0; A Q == 0 Khí nở vào không nên Bình cách nhiệt với môi trường nên Q = Tính biến thiên entropy trình Vậy: ∆S = thuận nghịch có trạng thái đầu trạng Kết luận sai trình không thuận thái cuối trùng với trạng thái đầu trạng thái nghịch, biến thiên entropy không cuối trình dãn khí vào chân không II II Hàm Hàm entropy entropy và nguyên nguyên lý lý tăng tăng entropy entropy Nguyên lý tăng entropy Quá trình không thuận nghịch Ví dụ: Xét dãn nở khí lý tưởng vào chân không bình cách nhiệt Theo nguyên ký thứ A = 0; Q = ∆U = Tính biến thiên entropy trình ∆U = (quá trình thuận nghịch có trạng thái đầu trạng trình đẳng thái cuối trùng với trạng thái đầu trạng thái nhiệt) cuối trình dãn khí vào chân không II II Hàm Hàm entropy entropy và nguyên nguyên lý lý tăng tăng entropy entropy Nguyên lý tăng entropy Quá trình không thuận nghịch Ví dụ: Xét dãn nở khí lý tưởng vào chân ∆U = 0trong Qbình = A,cách đó: không nhiệt Theo nguyên ký thứ A = 0; Q = Công sinh trình đẳng nhiệt: ∆U = (quá trình trình đẳng nhiệt) ∆U = II II Hàm Hàm entropy entropy và nguyên nguyên lý lý tăng tăng entropy entropy Nguyên lý tăng entropy Quá trình không thuận nghịch ∆U = Q = A, đó: Công trình Vì Vb sinh > Va,ranên entropy tăng đẳng nhiệt: Phát biểu nguyên lý: Với trịnh nhiệt động thực tế xảy hệ cô lập, entropy hệ luôn tăng III III Entropy Entropy và nguyên nguyên lý lý thứ thứ II II của nhiệt nhiệt động động Theo phát biểu Thomson nguyên lý II: Không thể chế tạo động vĩnh cửu loại hai Giả sử tồn động vĩnh cửu loại hai: Vì tác nhân động nhận nhiệt từ nguồn nhiệt Nguồn nhiệt môi trường hệ Entropy môi trường giảm sau chu kỳ Điều trái với nguyên lý tăng entropy III III Entropy Entropy và nguyên nguyên lý lý thứ thứ II II của nhiệt nhiệt động động Theo phát biểu Thomson Clausius vềnguyên nguyênlýlýII: II: Khôngkhông Nhiệt thể chế thểtạo tự truyềnđộng từ vật lạnh vĩnh sang cửu loại vật nóng mà không kèm theo biến đổi hai Giả vĩnh Giả sử sử tồn tồn tại động máy lạnh vĩnhcửu cửu:loại hai: Vì nhân động cơcửu nhận nhiệt từlàmột Đốivậy vớitác máy làmcủa lạnh vĩnh môi trường hai nguồn entropy môi trường nguồn nhiệt nhiệt Nguồn T1 Tnhiệt Sự biến thiên của hệ Entropy môi trường giảm sau chu môi trường là: kỳ Điều trái với nguyên lý tăng entropy III III Entropy Entropy và nguyên nguyên lý lý thứ thứ II II của nhiệt nhiệt động động Theo phát biểu Clausius nguyên lý II: Nhiệt tự truyền từ vật lạnh sang vật nóng mà không kèm theo biến đổi Giả sử tồn máy lạnh vĩnh cửu: Đối với máy làm lạnh vĩnh cửu môi trường hai nguồn T1 biến thiêncũng entropy Sự Vì T1 >nhiệt T2 nên ∆ST< Điều trái với môi trường là: entropy nguyên lý tăng III III Entropy Entropy và nguyên nguyên lý lý thứ thứ II II của nhiệt nhiệt động động Nguyên lý hai thểClausius phát biểu cáchlýkhác: Theo phát biểucócủa vềtheo nguyên II: Nhiệt không thểcộng tự truyền từ vậthoặc lạnhgiữ sang vật Entropy hệ môi trường không nóng tăng mà không biến động đổi cả.hệ đổi cókèm quátheo trìnhsựnhiệt đưa từ trạng thái cân đến trạng thái cân khác Vì T1 > T2 nên ∆S < Điều trái với nguyên lý tăng entropy IV IV Ý Ý nghĩa nghĩa của entropy entropy Entropy đại lượng hướng thời gian Năng lượng vũ trụ không thay đổi Entropy vũ trụ tăng Entropy thước đo mức độ hỗn độn nguyên tử Khi entropy tăng mức độ hỗn độn nguyên tử tăng ... DUNG DUNG BÀI BÀI GIẢNG GIẢNG I.I Biểu Biểu thức thức định định lượng lượng của Nguyên Nguyên lý lý thứ thứ II II II II Hàm Hàm entropy entropy và nguyên nguyên lý lý tăng tăng entropy entropy... sát) Entropy hệ tăng, giảm không đổi Nhưng entropy hệ cộng môi trường giữ nguyên không đổi II II Hàm Hàm entropy entropy và nguyên nguyên lý lý tăng tăng entropy entropy Nguyên lý tăng entropy. .. Độ biến thiên entropy phụ thuộc vào entropy trạng thái đầu a trạng thái cuối b hệ II II Hàm Hàm entropy entropy và nguyên nguyên lý lý tăng tăng entropy entropy Nguyên lý tăng entropy Quá trình