PHẦN I: NHIỆT ĐỘNG KỸ THUẬT CHƯƠNG 1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA MÔI CHẤT Ở THỂ KHÍ CHƯƠNG 2: ĐỊNH LUẬT NHIỆT THỨ NHẤT VÀ CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT CƠ BẢN CỦA MÔI CHẤT Ở PHA KHÍ CHƯƠNG 3: MỘT SỐ QUÁ TRÌNH KHÁC CỦA KHÍ VÀ HƠI CHƯƠNG 4: ĐỊNH LUẬT NHIỆT THỨ HAI VÀ CHU TRÌNH CARNOT CHƯƠNG 5: CHU TRÌNH NHIỆT ĐỘNG PHẦN II: TRUYỀN NHIỆT CHƯƠNG 6: DẪN NHIỆT CHƯƠNG 7: TRAO ĐỔI NHIỆT ĐỐI LƯU – TRAO ĐỔI NHIỆT BẰNG BỨC XẠ
Phần I: Nhiệt động kỹ thuật Chơng 1: Những khái niệm phơng trình trạng thái môi chất thể khí Đ1.1 Nguyên lý làm việc thiết bị nhiệt Nguyên lý làm việc thiết bị nhiệt: Đây nội dung phần nhiệt động kỹ thuật Để tiến hành truyền tải chuyển hoá dạng lợng cần loại thiết bị gọi thiết bị nhiệt (chủ yếu là: Động nhiệt, máy lạnh, bơm nhiệt) a Động nhiệt: * Chức năng: Chuyển hoá nhiệt thành dạng lợng khác nh năng, điện * Nguyên lý làm việc: Môi chất nhận nhiệt Q1 từ nguồn nóng (quá trình cháy nhiên liệu, phản ứng hạt nhân), giãn nở để biến phần nhiệt thành công Lo Sau môi chất nhả phần nhiệt lại Q2 cho nguồn lạnh (khí quyển, nớc làm m¸t…) Nh vËy ta cã: Q1 - Q2 = Lo (1-1) b Máy lạnh bơm nhiệt: * Chức năng: + Máy lạnh : Làm lạnh vật + Bơm nhiệt: Để sởi ấm, sấy vật * Nguyên lý làm việc : Lo < Q1 Nguyên lý làm việc máy lạnh bơm nhiệt hoàn toàn giống nhau, tiêu tốn lợng Lo (điện năng, năng) để lấy nhiệt Q2 (nhiệt vật cần làm lạnh buồng lạnh) truyền Q2 với lợng Lo cho nguồn có nhiệt độ cao (môi trêng.) Ta cã Q1 = Q + L o (1-2) Một số khái niệm bản: a Hệ thống nhiệt: Là tập hợp đối tợng đợc tách để nghiên cứu tợng nhiệt, phần lại gọi môi trờng Trong thực tế có mét sè hÖ thèng nhiÖt nh sau: - HÖ thèng kín: Là hệ thống trọng tâm hệ không chuyển động (không có chuyển động vĩ mô ) có chuyển động nhng với tốc độ nhỏ mà ta hoàn toàn bỏ qua động nã VD : ChÊt khÝ b×nh kÝn … - Hệ thống hở: hệ trọng tâm hệ có chuyển động (chuyểng động vĩ mô) khối lợng hệ thay đổi môi chất qua bề mặt hệ môi trờng VD Tua bin khí nha NMNĐ - Hệ thống đoạn nhiệt : Là hệ không trao đổi nhiệt với môi trờng - Hệ thống cô lập : Là hệ không trao đổi nhiệt công với môi truờng b Môi chất: Để thực trình biến đổi nhiệt công máy nhiệt ta phải dùng chất trung gian gọi môi chất chất môi giới Môi chất thể (hoặc pha) rắn, lỏng, khí có khả thay đổi thể tích lớn nên có khả trao đổi công lớn c Nguồn nhiệt: Là đối tợng trực tiếp trao đổi nhiệt với chất môi giới Nguồn có nhiệt độ cao gọi nguồn nóng nguồn có nhiêt độ thấp gọi nguồn lạnh Đ1.2 thay đổi trạng thái chuyển pha đơn chất MộT Số KHáI NIÊM Và ĐịNH NGHĩA Các trình: a Nóng chảy đông đặc: - Nóng chảy : Là trình chuyển pha rắn sang pha lỏng - Đông đặc : Là trình chuyển từ pha lỏng sang pha rắn b Hoá ngng kết: - Hoá hơi: Là trình chuyển từ pha lỏng sang pha - Ngng kết: Là trình chuyển từ pha sang pha lỏng c Thăng hoa ngng kết : - Thăng hoa : Là trình chuyển từ pha rắn sang pha - Ngng kết : Là trình chuyển từ pha sang pha rắn Các trạng thái: - Nớc sôi ( nớc bão hoà ) : Là nớc bắt đầu trình hoá kết thúc ngng tụ ; phần nuớc tồn với - Hơi bão hoà khô: Là trạng thái bắt đầu ngng tụ - Hơi bảo hoà ấm : Là hỗn hợp bão hoà khô nớc bão hoà - Nớc cha sôi : la nuớc có nhiệt độ nhỏ nhiệt độ bão hoà áp xuất nớc có áp suất lớn áp suất bão hoà nhiệt độ - Hơi hoá nhiệt : Là có nhiệt độ lớn nhiệt độ bão hoà áp suất có áp suất lớn áp suất bão hoà nhiệt độ - khí lý tởng khí thực : điều kiện áp suất giảm nhiệt độ tăng , thể tích thân phân tử lực tơng tác phân tử chất (chất khí) bỏ qua, môi chất khí lý tởng Nếu nh bỏ qua đợc môi chất lµ khÝ thùc Trong thùc tÕ chØ cã khÝ thùc mà khí lý tởng Đ1.3 Thông Số trạng thái môi chất * Định Nghĩa: Thông số trạng thái thông số vật đặc trng cho trạng thái xác định chất khí - Nó hàm đơn trị trạng thái - Độ biến thiên thông số trạng thái phụ thuộc vào trạng thái đầu, cuối mà không phụ thuộc vào tính chất trình thay đổi trạng thái Nhiệt độ định luật nhiệt thứ không: a Khái niệm nhiệt độ: Là đại lợng biểu thị mức độ nóng, lạnh chất Theo thuyết động học phân tử nhiệt biểu thị mức độ chuyển động nguyên tử, phân tử b Định luật nhiệt thứ không: Nếu vật (Hệ) có nhiệt độ t1 t2 nhiệt độ t3 vật (hệ) thứ nhiệt độ vật , tức t1=t2 Để biểu thị giá trị nhiệt độ thờng dùng - Thang nhiệt độ bách phân (Celcius) : 0C - Thang nhiệt độ tuyệt ®èi ( Kelvin ) : 0K - Thang nhiÖt ®é Ferenheit : 0F - Thang nhiƯt ®é Rankin : 0R Ta có quan hệ tính đổi thang nhiệt ®é : 5 t 0C = T K − 273 = (T F − 32) = T R − 273 9 (1-3) VD : T0K = t0C + 273 T0R = (t C + 273 ) T0F = (9t C + 32.5 ) t0C = 300C øng víi 3030K; 860F; 545,40R H×nh 1-1: BiĨu diƠn giá trị nhiệt độ đơn vị khác áp xuất tuyệt đối (p): * Định nghĩa: áp xuất tuyệt đối lực tác dụng môi chất (chất khí) theo phơng vuông góc lên đơn vị diện tích bề mặt tiếp xúc ( bình chứa ) p= P F (1-4) Trong : P : Là lực tác dụng lên môi chất [N] F: Là diện tích thành bình [m2] => p có đơn vị [ N m2 ] = [ Pa ] : pascal Mối quan hệ đơn vị thờng gặp : 1[N/m ] = 10 -5 [at] 0,981 = [Pa] [mmHg] = 10 -5 [bar] 133,32 = [mmH O] 9,81 = 1[at] = 0,981 [bar] = 735,8 [mmHg] = 10 4[mmH2O] = 98500 [Pa] 1[bar] = 750 [mmHg] = 105 [N/m2] điều kiện tiêu chuÈn: p0 = 760 [mmHg] ; t0C = 00C b Cách xác định áp suất tuyệt đối: - Nếu p > pk ta cã : p = p k + pd - NÕu p < pk ta cã : p = pk - pck Trong ®ã : + p : ¸p st tt ®èi + pK: ¸p st khÝ trêi ( KhÝ qun) + pd: ¸p st d (thõa) Đo : Manomet + pck : áp suất chân không Đo : Chân không kế (Vacummmet) Nếu đo p theo chiều cao cột thuỷ ngân (Hg) cần phải quy chiều cao Oo C theo công thøc : ho = ht.(1 - 0,000172t) (1-5) Trong ®ã : + ht : Chiều cao cột thuỷ ngân đo ®ỵc ë nhiƯt ®é t + ho : ChiỊu cao cột thuỷ ngân quy OoC Thể tích riêng khối lợng riêng: a Thể tích riêng (v) : Là thể tích đơn vị khối lợng Ký hiệu v đợc xác định : v (1-6) Trong ®ã : V : ThĨ tÝch cđa vËt (m3) = V G (m3/kg) G : Khèi lỵng cđa vật (kg) b Khối lợng riêng (): Đại lợng nghịch đảo thể tích riêng khối lợng riêng Ký hiƯu lµ ρ ρ G = v V = (kg/ m3) (1-7) Nội năng: Nội chất tổng nội động nội phân tử Nội lực tác dụng tơng hỗ phân tử tạo nên phụ thuộc vào khoảng cách phân tử hay thể tích riêng, nội động chuyển động nguyên tử , phân tử gây nên phụ thuộc vào nhiệt độ Vậy nội hàm nhiệt độ thể tích : u = f(t,v) §èi víi khÝ lý tëng, cã thĨ bá qua lực tơng tác phân tử nên nội O Do ta có : u = f(t) Đối với khí lý tởng trình biến đổi, nội đợc xác định theo biÓu thøc: du = Cv.dT ∆u = u2 - u1 = CV(T2 - T1) (1-8) Víi Cv lµ nhiƯt dung riêng khối lợng đẳng tích Trong kĩ thuật nhiệt , thờng cần tính lợng biến thiên nội nên chọn điểm gốc tuỳ ý, nội có giá trị O Đơn vị nội : kJ ; Kwh ; Kcal ;Btu; Chu cã quan hÖ nh sau : [ kJ] = 4,1868 [kcal] = 0,948 [Btu] = 0,572 [Chu] = 277,78.10-6 [kwh] Chú ý: Nội chất đợc tính cho 1(kg) môi chất, đợc kí hiệu u (J/kg) Khi tính cho G(kg) chất, ta đợc : U = G.u (J) Entanpi (i): Trong tÝnh toán phân tích nhiệt , thờng gặp biểu thức (u+pv) Để đơn giản ngời ta thay i (hoặc h ) gọi Entanpi (kg) m«i chÊt ta cã : i = u + pv G (kg) môi chất ta có : I = G.i = U + pV Entanpi thông số trạng thái , ta lấy vi phân vi phân toàn phần : di = du + d(pv) Riêng khí lý tởng có nội : u = f(t) nên ta có : di = CP.dt ∆i = i2 - i1 = CP (T2 - T1) (1-9) Víi CP : Lµ nhiƯt dung riêng khối lợng đẳng áp * Đối với khí thùc ta cã: Do i = u + pv ∆i = i2 - i1 = ( u2 + p2.v2) - ( u1 + p1.v1) (1-10) Chó ý: Trong nhiƯt động kĩ thuật giống nh nội ta cần tính độ biến thiên entanpi có giá trị b»ng 0, vÝ dô thêng chän i = ë 00K Entropi (s): Entropi thông số trạng thái, kí hiệu s, có vi phân bằng: ds = dq T (1 kg chÊt khÝ ) => ∆s = s2 - s1 (J/ kg 0K) (1-11) Víi dq : Là nhiệt lợng vô nhỏ trao đổi với môi trờng nhiệt độ tuyệt đối môi chất T0(K) Execgi (e): Execgi thông số trạng thái tơng đối Ký hiệu E (J) e (J/kg) Nó biểu thị lợng có ích tối đa nhận đợc cho môi chất tiến đến trạng thái cân với môi trờng bên Execgi phần lợng tối đa sử dụng đợc điều kiện môi trờng xung quanh , phần lợng tiềm ẩn môi chất nhng không sử dụng đợc điều kiện môi trờng xung quanh đợc gọi Anecgi ,kí hiệu a Execgi đợc tính nh sau : e = (i - i 0) - T0.(s - s0) (1-12) E = G.e = (I - I 0) - T0 (S - S0) (1-13) Trong ®ã : 10 Q = q.F α.(tW = - tf).F [W] (7-2) § 7.2 khía niệm trao đổi nhiệt xạ Khái niệm trao đổi nhiệt xạ: Trao đổi nhiệt xạ trình trao đổi nhiệt vật đợc thực dao động sóng điện từ vật xa, khoảng cách chúng chân không Đặc điểm xạ nhiệt: - Không cần tiếp xúc - Ngoài hiệu số nhiệt độ t xạ nhiệt phụ thuộc vào giá trị tuyệt đối nhiệt độ - Quá trình xạ nhiệt gắn liền với chuyển hoá lợng từ dạng sang dạng khác Sự phân bố lợng vật: Giả sử có dòng xạ Q t từ vật khác tới vật xét Xét vật A tia xạ tới mang lợng Qt Theo cân lợng với giả thiết tổn thất khác Hình 7-2: Sự phân bố lợng vËt Qt = QA (7-3) 119 + QR + QD 1= QA QR QD + + QT QT QT ⇔ 1= A+ R + D (7-4) Trong ®ã: (7-5) + A= QA : HƯ sè hÊp thơ QT + R= QR : Hệ số phản xạ QT + D= QD : HƯ sè xuyªn qua QT A, R, D phụ thuộc vào chất vật, chiều dài bớc sóng , nhiệt độ trạng thái bề mặt vËt - NÕu A = (R = D = 0) => Vật hấp thụ toàn lợng đập tới => Gọi vật đen tuyệt đối - Nếu R = (A = D =0) => VËt cã khả phản xạ toàn lợng đập tới => gọi vật trắng tuyệt đối (phản xạ theo quy luËt quang häc) - NÕu D = (A = R = 0) => vật có khả cho toàn lợng đập tới qua => gọi vật tuyệt đối Năng suất xạ, suất xạ riêng, suất xạ hiệu dụng: a Dòng xạ: tổng lợng xạ phát từ diện tích F vật theo hớng đơn vị thời gian với toàn chiều dài bớc sóng 120 Nếu xạ tính tơng ứng với khoảng hẹp chiều dài bớc sóng từ ( = 0ữ ( +d)) gọi xạ đơn sắc Q b Năng suất xạ (bức xạ toàn phần): lợng xạ phát từ đơn vị diện tích bề mặt đơn vị thời gian tất tia ( = 0ữ ) c Cờng độ xạ (bức xạ đơn sắc): Là suất xạ toàn phần ứng với khoảng hẹp chiều dài bớc sãng Eλ = dE dλ [W/m ] (7-6) d Năng suất xạ hiệu dụng: Giả sử ta có mét vËt ®ơc víi nhiƯt ®é T, hƯ sè hÊp thụ A, lợng xạ vật khác đập tới E t, vật hấp thụ phần EA = A.Et phần bị phản xạ: ER = R.Et = (7-7) Hình 7-3: Hình mô tả hệ thống 121 (1-A).Et Năng suất xạ hiệu dụng tổng suất xạ riêng vật suất xạ phản xạ từ tia bøc x¹ tíi Ehd = E + (1 - A).Et (7-8) 7.3 số định luật xạ Định luật Plank: Định luật Plank thiết lập mối quan hệ suất xạ vật ®en tut ®èi víi chiỊu dµi bíc sãng ë mét nhiệt độ xác định E o = C1 e C2 λ.T [W/m ] −1 (7-9) Trong ®ã: + E0: Cờng độ xạ vật đen tuyệt ®èi + C1 = 0,374.10-15 [W/m2]; C2 = 1,4388.10-2 [m.0K]: Víi C1, C2 gäi lµ h»ng sè Plank * BiĨu diễn định luật đồ thị (E0 , ): Hình 7-4: Độ thị biểu diễn định luật Plank * Nhận xét: 122 nhiệt độ định ban đầu tăng E0 tăng, đạt tới giá trị cực đại sau tăng từ E0 giảm trị số làm cho E0 E0max gọi bớc sóng cực đại max Khi nhiệt độ tăng E0 tăng Vị trí max dich chuyển phía bớc sóng ngắn tia nhỏ có lợng lớn Mỗi trị số nhiệt độ có trị số max Mối quan hệ T max đợc cho theo công thức định luËt Wien λmax.T = 2,988.10-3 [m0K] (7-10) Thay λ vµo biÓu thøc: E0λ E0λmax = 1,307.T5 [W/m3] (7-11) Định luật Stefan Boltzmann: Năng suất xạ vËt ®en tut ®èi tû lƯ bËc víi nhiƯt ®é tuyÖt ®èi ∞ dE E oλ = ⇒ dE = E 0λ dλ ⇒ E = ∫ E 0λ dλ dλ (7- 12) LÊy tÝch phân kết hợp với thực nghiệm ta xác định đựơc: E0 = C0.(T/100)4 [W/m2] (7-13) C0 = 5,67 [W/m3.K4]: Hệ số xạ vật đen tuyệt đối Vật x¸m bÊt kú ta cã: (7-14) 123 E = C.(T/100) [W/m2] E0 > E đặt tỷ số = E C = : ®é ®en cđa vËt E C0 => C = ε.C0 (7-15) E = ε.C0.(T/100)4 VËt bất kỳ: [W/m2] (7-16) Định luật Kirshoff: Các vật thể khác nhng nhiệt độ nh tỷ số suất xạ hệ số hấp thụ nh suất xạ toàn phần vật đen tuyệt đối nhiệt ®é E1 E E E = = = = n = E A1 A A An hay : E = EO A (7-17) Ta có = E = A => Độ đen hệ số hấp thụ (vật EO có khả xạ lớn có khả hấp thụ lớn) Đ 7.4 trao đổi nhiệt xạ vật đặt môi trờng suất Trao đổi nhiệt xạ phẳng đặt song song: a Giả thiết: Cho phẳng có chiều rộng, chiều cao lớn so với khoảng cách chúng: Tấm có: Năng suất xạ toàn phần E 1, ®é ®en ε1, nhiƯt ®é T1 124 TÊm có: Năng suất xạ toàn phần E 2, độ đen 2, nhiệt độ T2 ( giả thiết T1 > T2 ) b Kết luận: Xác định lợng nhiệt trao đổi xạ m2 diện tích bề mặt trao đổi nhiệt bề mặt đơn vị thời gian c Bài giải: theo giả thiết hệ thống gồm vật nguồn lợng vãng lai nh tổn thất lợng Hình 7-4: Hình mô tả hệ thống Từ bề mặt xạ lợng tổng thể Ehd1 Từ bề mặt xạ lợng tổng thể Ehd2 Qua m2 nhiệt độ trao đổi xạ là: q = Ehd1 - (7-18) Vật có nhiệt độ lớn nhiệt độ môi trờng: E hd1 = E1 − q. − 1 A1 A1 (7-19) 125 Ehd2 Vật có nhiệt độ nhỏ nhiệt ®é m«i trêng: E hd2 = E2 + q. − 1 A2 A2 (7-20) Khai triển giải phơng trình theo q ta đợc: q= A E − A E A + A − A A (7-21) áp dụng định luật Stefan-Boltmann với E1 = 1.C0 (T1/100)4 ; A = ε ; E2 = ε2.C0.(T2/100)4 Thay E1, E2 vào biểu thức tính q ta đợc: T1 T2 C0 q= − 1 100 100 + − ε1 ε [W/m ] (7- 22) C0 = C12 1 + 1 Đặt : Hệ số xạ phẳng đặt song song Khi ta cã: T1 T2 q = C12 − 100 100 [W/m ] (7-23) Trao đổi nhiệt xạ hai bề mặt bọc nhau: a Gi¶ thiÕt: Cho hai hƯ gåm vËt bäc nhau: 126 - vËt 1: VËt bÞ bäc cã diện tích bề mặt F 1, E1, nhiệt ®é lµ T1 - vËt 2: VËt bäc cã diƯn tích bề mặt F2 (F2 > F1), E2, 2, nhiệt độ T2 (T1 > T2) b Kết luận: Xác định lợng nhiệt trao đổi xạ vật đơn vị thời gian Q c Bài giải: Hình 7-5: Hình mô tả hệ thống Năng suất xạ hiệu dụng vật xét cho m VËt cã nhiƯt ®é lín nhiệt độ môi trờng E hd1 = E1 − q. − 1 A A1 (7-24) Xét cho bề mặt F1: Q hd1 = Q1 − Q. − 1 A1 A1 (7-25) Vật có nhiệt độ nhỏ nhiệt độ môi trờng: 127 E hd2 = E2 − q. − 1 A2 A2 Q hd2 = Q2 + Q. − 1 A2 A1 (7-26) XÐt cho c¶ bỊ mặt F2 ta có: (7-27) Q [W] ẩn số toán: Q1 = F1.E1 ; Q2 = F2.E2 Về nguyên tắc lợng nhiệt trao đổi Q = Q hd1 - Qhd2 nhng cấu trúc hệ thống đặc biệt nên Q hd1 rơi vào bề mặt F2 100% Qhd2 rơi vào bề mặt F phần Giả sử phần ϕ21.Qhd2 th× ta cã: Q = Qhd1 - ϕ21.Qhd2 (7-28) Với 21 hệ số hình dáng hệ thống, cho biết có phần Qhd2 rơi đợc ®Õn bỊ mỈt F1 T Q1 = E F1 = ε C F1 100 (7-29) T Q1 = E F2 = ε C F2 100 (7-30) Khai triÓn 128 T1 C0 T2 Q12 = − ϕ 21 F2 [W] F1 100 100 + ϕ 21 − 1 ε1 ε2 (7- 31) Tõ ®iỊu kiƯn biªn: Khhi T1 = T2 => Q12 = ®ã ϕ21 = F1/F2 T1 T2 Q12 = C F1 − [W] F1 100 100 + − 1 ε F2 ε (7- 32) = ε qd F1 + − 1 ε F2 ε Đặt : Độ đen quy dẫn hệ T1 T2 Q12 = ε qd C F1 − 100 100 [W] (7- 33) Trêng hỵp F2 >>F1 coi (F1/F2) = ta cã: T1 T2 Q12 = ε C F1 − 100 100 [W] (7-34) Đ 7.5 xạ chất khí Đặc điểm xạ chất khí: Các chất khí có khả hấp thụ xạ lợng 129 - Các chất khí nguyên tử nh O2, H2, không khí có khả hấp thụ xạ thấp - Các khí nhiều nguyên tử nh: CO2, SO2, H2O có khả hấp thụ xạ tơng đối cao So với vật rắn xạ chất khí đặc điểm: a Bøc x¹ cđa chÊt khÝ cã tÝnh chän läc: Các vật rắn xạ hấp thụ lợng toàn chiêù dài bớc sóng nhng chất khí xạ hấp thụ lợng khoảng chiều dài bớc sóng b Bức xạ chất khí có đặc tính thể tích: Chất rắn, lỏng trình xạ hấp thụ lợng xẩy lớp mỏng bề mặt vật nhng chất khí trình xạ hấp thụ xẩy toàn thể tích khối khí Năng st bøc x¹ cđa chÊt khÝ: B»ng thùc nghiƯm ngêi ta xác định đợc lợng xạ loại chất khí phụ thuộc vào thông số p, l, T P: ¸p st cđa khèi khÝ (N/m2) l = 3,6 (m) : Chiều dài quãng đờng trung bình tia xạ V: Thể tích khối khÝ (m3) F: DiƯn tÝch bỊ mỈt bao quanh khèi khí (m2) Coi chất khí tuân theo định luật StefanBoltrmann: E k = k.C0.(Tk/100)4 (7-35) Với k độ ®en cđa chÊt khÝ 130 Gi¶ sư víi khÝ cã thành phần chủ yếu CO 2, H2O k = ε CO + β.ε H 2O (7-36) Trong đó: + CO : Độ đen chất khí CO2 + H 2O : Độ đen cđa h¬i níc + β : HƯ sè hiƯu chØnh, phụ thuộc vào áp suất nớc hỗn hợp Tính trao đổi nhiệt xạ khối khí với bề mặt bao quanh nó: Giả sử có bề mặt có nhiệt độ T W bao quanh khối khí có nhiệt độ Tk Tính nhiệt lợng trao đổi xạ chất khí với vách bao quanh nã q k.W Tk TW = ε Whd C ε k − ε W 100 100 (7-37) Với C0 = 5,67 [W/m2.k2] ; Whd độ đen hiệu dụng bề mặt vách Whd = W + (7-38) Công thức đơn giản: q kW Tk TW = ε kW C − 100 100 39) 131 [W/m ] (7- ε k−W = 1 + −1 k W (7-40) Trong đó: + k, W: Độ đen chất khí vách + kW : Độ đen quy đổi Đ 7- xạ mặt trời Quang phổ xạ mặt trời chiếu xuống trái đất có bớc sóng = 0,17àm đến 4àm, bao quanh tia tử ngoại có < 0,3àm chiếm 7%, ánh sáng thấy đợc có = 0,38 ữ 0,76àm chiếm 50% tia hồng ngoại có >0,76àm chiếm khoảng 43% Khi qua khí phần xạ mặt trời bị tán xạ hấp thụ chất khí, bụi, nớc, sơng khói, mây mù phần lại xạ trực tiếp xuống trái đất Oxy hÊp thơ c¸c tia cã bíc sãng λ = 0,76àm, Ozon hấp thụ hầu hết tia tử ngoại có bớc sóng 0,3 đến 0,4àm Nh Ozon nh chắn tia tử ngoại nguy hiểm bảo vệ hệ sinh thái trái đất Ozon đợc hình thành từ oxy dới tác động quang hóa tia mặt trời tập chung độ cao 19-23km gọi tầng Ozon Cácbondioxit hấp thụ tia hồng ngoại từ mặt trời xạ tới từ moặt đất đợc ấm xạ lên nên chúng đợc gọi khí nhà kính điển hình giữ cho khí ấm áp Nh lợng bề mặt trái đất nhận đựoc phụ thuộc vào trạng thái bầu 132 trời khí Để xác định lợng xạ mặt trời tới trái đất không bị ảnh hởng khí quyển, năm 1960 nhà khoa học sử dụng máy bay tầm cao đo đạc đợc đại lợng 1353[W/m2], gọi số mặt trời Hằng số mặt trời lợng xạ nhận đợc (m2) vuông góc với tia xạ mặt trời khoảng cách tơng đơng với khoảng cách từ mặt trời đến trái đất Từ tính đợc nhiệt độ mặt trời 5762 thông qua phơng trình bảo toàn lợng Tuy nhiên, khoảng cách từ mặt trời đến trái đất thay đổi liên tục theo thời gian năm nên số mặt trời dao động từ giá trị năm nên số mặt trời dao động từ giá trị cực tiểu 1310 W/m2 vào ngày 21 tháng 12 tới cực đại 1399 W/m2 vào ngày 21 tháng Do nhiệt độ mặt trời lớn nên coi mặt trời vật đen tuyệt đối, chất khí, nớc, mây mù làm suy yếu xạ mặt trời đến trái đất vào ngày không mây xạ mặt trời đến bề mặt trái đất khoảng 950 W/m 2, ngày có mây đại lợng giảm nhiều 133 ... có: dq = Cp.dT - v.dp = C.dT dq = Cv.dT + p.dv = C.dT ( 2-2 5) ( 2-2 6) => (C - Cp).dT = - v.dp ( 2-2 7) => (C - C v).dT = p.dv ( 2-2 8) Chia vế cho ta đợc: C Cp v dp =− C − Cv p dv ( 2-2 9) Đặt C Cp... quanh đợc gọi Anecgi ,kí hiệu a Execgi đợc tính nh sau : e = (i - i 0) - T0.(s - s0) ( 1-1 2) E = G.e = (I - I 0) - T0 (S - S0) ( 1-1 3) Trong ®ã : 10 + i0, T0, s0 : lµ entanpi , nhiệt độ , entropi... Cμν = C' p C' ν = k ( 2-5 ) Trong đó: k số mũ đoạn nhiệt Cp - C v = R = 8314 µ (J/kg.0K) ( 2-6 ) Đây công thức: Mayer Từ ( 2-5 ) ( 2-6 ) ta cã: Cv = R k −1 ( 2-7 ) Cp = k R k −1 ( 2-8 ) §èi víi khÝ lý tëng