Đang tải... (xem toàn văn)
DÊu = øng víi chu tr×nh Carnot thuËn nghÞch.. 2.[r]
(1)4 2 2 V V ln RT m ' Q V V ln RT m Q ' Q μ = ⇒ μ − = − = c V V ln T V V ln T =
Trong QT đoạn nhiệt cã: T1V2γ-1= T →3 2V3γ-1
vμ →1 cã T1V1γ-1=T2V4γ-1
1 V V V V =
HiƯu st chu tr×nh Carnot TN víi tác nhân l
khớ lý tng ch ph thuc vμo nhiệt độ nguồn nóng vμ nguồn lạnh
Nén đẳng nhiệt → có:
1 c T T − = η ⇒ ' 2 Q Q Q A Q − = = ε HƯ sè
lμm l¹nh: 1 2
(2)Đ5 Định lý Carnot, hiệu suất cực đại ca ng c nhit
1 Định lý Carnot
a Phát biểu: Hiệu suất động nhiệt thuận nghịch chạy theo chu trình Carnot với cùng nguồn nóng vμ nguồn lạnh, vμ không phụ thuộc vμo tác nhân nh− cách chế tạo máy: ηI = ηII
Hiệu suất động không thuận nghịch nhỏ hơn hiệu suất động thuận nghịch.
(3)T1nãng
L¹nh T2
I II
Ta có:A’I-A’II=A’>0 => I+II = động vĩnh cửu Cũng t−ơng tự ηI < ηII Vô lý Vậy: ηI = ηII
c Chøng minh ηKTN < ηTN :
Gi¶ sư II lμ KTN ngoμi nhiƯt nhả cho nguồn lạnh nhiệt vô ích
b Chøng minh ηI = ηII:
II II II
1 ,
II II
I I I
1 ,
I I
Q ' A Q
Q
Q ' A Q
Q
1 − = η = − =
=
η vμ
II I
, II ,
I II
I > η ⇒ Q < Q ⇒ A' > A'
η
Ghép hai động với nhau, động II chạy theo chiều ng−ợc: nhận công A’II từ động I, nhận nhiệt từ
nguån l¹nh T2 , th¶i nhiƯt vμo ngn nãng T1
I II
, I ,
II
2 Q
(4)Hiệu suất động thuận nghịch ln nhỏ hiệu suất động chạy theo chu trình carnot thuận nghịch với nguồn nhiệt vμ tác nhân: ηKTN < ηTN < ηTNCarnot
1
2
T T
Q ' Q
1 − ≤ −
Hiệu suất động chạy theo chu trình
Carnot thuận nghịch lμ hiệu suất cực đại Dấu = ứng với chu trình Carnot thuận nghịch
2 Hiệu suất cực đại động
c¬ nhiÖt:
(5)3 KÕt luËn:
a Hiệu suất cực đại ln nhỏ 1, T2≠0K & T1<<∞
1 T
T 1
1
max = − <
η
T1K 373 673 1073 1273 2273
ηmax 0,21 0,56 0,73 0,77 0,81
b NhiƯt kh«ng thĨ biÕn hoμn toμn thμnh c«ng: A’max=ηmax.Q1 => A’max<Q1.
c Ph−ơng h−ớng nâng cao HS động nhiệt: Tăng ΔT →(T1↑&T2↓); Giảm ma sát
d Chất l−ợng nguồn nhiệt: Nguồn nhiệt có nhiệt độ cao chất l−ợng tốt
(6)S1, S2 - giá trị tích phân Clausius trạng thái 1,
S -Hm entrôpi hệ S l hm trạng thái
vi phân ton phần:
S S
S T
Q
1
2 x
Δ = −
= δ
∫
∫ δ
+ =
→ δ
=
S S
0 T
Q S
S T
Q dS
2 Hμm entr«pi:
S0=0 t¹i 0K
(7)S T Q T Q b a Δ = δ < δ ∫ ∫
TÝch ph©n Clausius theo trình không
thun nghch t trạng thái 1→2 nhỏ độ biến thiên entrôpi hệ q trình
0 T Q T Q T Q b 2 a 1 b a < δ + δ ⇒ <
3 Nguyên lý tăng entrôpi:
Quá trình không thuận nghịch
0 b T Q a T Q < δ − + δ ⇒ ∫ ∫
§èi với trình
không thuận nghịch:
0
Q =
δ