1. Trạng thái cân bằng
- Trạng thái cân bằng của một hệ là trạng thái mà ở đó các thông số vĩ mô xác định trạng thái của hệ không đổi, đồng thời trong hệ không có các quá trình truyền nhiệt, dẫn nhiệt, khuyếch tán …
- Trạng thái cân bằng NĐL học khác với trạng thái CB cơ học ở chổ mặc dù các đại lượng vĩ mô đặc trưng cho hệ không đổi nhưng các phân tử cấu tạo nên hệ vẫn không ngừng chuyển động hỗn loạn.
2. Quá trình chuẩn cân bằng
Khi hệ biến đổi từ trạng thái này sang trạng thái khác một cách vô cùng chậm, dãy các trạng thái nối tiếp nhau tạo nên một quá trình. Nếu các trạng thái nối tiếp cũng là các trạng thái cân bằng thì quá trình được gọi là quá trình chuẩn CB.
3. Quá trình thuận nghịch
Là một quá trình kín mà nếu trong quá trình thuận hệ đi qua những trạng thái trung gian nào thì trong quá trình nghịch hệ cũng đi qua các trạng thái trung gian đó đồng thời không gây ra một biến đổi gì cho ngoại vi.
Quá trình thuận nghịch cũng là quá trình chuẩn CB.
Quá trình thuận nghịch và quá trình chuẩn CB đều là quá trình lý tưởng.
II. Khái niệm về năng lượng, công, nhiệt lượng
1. Năng lượng
Năng lượng của một hệ gồm:
- Mức độ vận động của hệ (động năng): bỏ qua
- Mức độ tương tác của hệ với môi trường ngoài (thế năng): bỏ qua
- Khả năng tương tác lẫn nhau giữa các hạt tạo thành hệ ( nội năng)→ Năng lượng của hệ chính là nội năng của nó. → Năng lượng của hệ chính là nội năng của nó.
Thực nghiệm chứng tỏ rằng: nội năng là hàm đơn giá của trạng thái.
2. Công
Trong nhiệt học, công không những phụ thuộc vào trạng thái đầu, trang thái cuối mà nó còn phụ thuộc vào quy trình đường đi → công là hàm của quá trình. a)Quy ước: A > 0: hệ nhận công
A <0: hệ thực hiện công (hệ sinh công)
b) Biểu thức tính công
- Công vi cấp: Xét công thực hiện để nén pittông đi một đoạn đường dx
V P x PS x F A δ δ δ
δ =− =− =− (dấu – để chỉ công thực hiện) - Công toàn phần (công lớn)
∫∫ =− ∫ =− − = 2 1 2 1 V V V V V P A A δ δ 3) Nhiệt lượng
Trong nhiệt học, nhiệt lượng không những phụ thuộc vào trạng thái đầu, trang thái cuối mà nó còn phụ thuộc vào quy trình đường đi → nhiệt lượng là hàm của
quá trình.
a)Quy ước: Q > 0: hệ nhận nhiệt Q <0: hệ truyền nhiệt
b) Biểu thức tính nhiệt lượng
- Công vi cấp: CdT m Q µ δ =
- Nhiệt lượng toàn phần (công lớn)
T C m CdT m dQ Q T T T T ∆ = = = ∫ ∫2µ µ 1 2 1 IV. Nguyên lý thứ I NĐLH 1. Nội dung (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Là nguyên lý bảo toàn và chuyển hóa năng lượng áp dụng cho trường hợp cụ thể là biến đổi từ nội năng sang cơ năng hoặc nhiệt năng và ngược lại.
- Từ nguyên lý bảo toàn và chuyển hóa năng lượng có thể chứng minh được nội năng là hàm đơn giá của trạng thái.
2. Phát biểu nguyên lý
Xét 1 hệ nhiệt động: khi hệ nhận được 1 công δA và nhiệt lượng δQcủa ngoại
vật, hệ sẽ truyền từ trạng thái (1) sang trạng thái (2). Khi đó độ biến thiên nội năng của hệ là ∆U =U2 −U1 =δ +Q δA
Vì nội năng là hàm đơn giá của trạng thái nên ∆U =U2 −U1 =const
Hay δQ+δA=const ( )1
Quá trình hữu hạn: ∆U =Q+A=const
♣ Cách phát biểu 1 (Quá trình)
“Độ biến thiên nội năng của một hệ trong một quá trình biến đổi bằng tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận vào trong quá trình đó”
♣ Cách phát biểu 2 (Chu trình) Chu trình là một quá trình khép kín.
Nếu hệ trao đổi theo một chu trình ta có: Q+A=0 hay Q=−A= A′ với A′<0
(công sinh ra).
“Hệ muốn sinh công phải nhận nhiệt lượng và công sinh ra phải bằng nhiệt lượng nhận vào ”
♣ Cách phát biểu 3 (Động cơ vĩnh cửu loại 1)
Động cơ có khả năng sinh công mà không phải nhận nhiệt từ bên ngoài gọi là động cơ vĩnh cữu loại 1.
“Không thể thực hiện động cơ vĩnh cửu loại 1” 3. Biểu thức giải tích của nguyên lý thứ 1
Từ biểu thức ∆U =U2 −U1 =δ +Q δA
Nếu hệ biến đổi từ trạng thái (1) sang trạng thái (2): ∫ =∫ +∫2 1 2 1 2 1 dA dQ dU Dạng vi phân: dQ=dU +dA