CHƢƠNG 6 : TÍNH TỐN THỦY LỰC ĐƢỜNG ỐNG
4. CAC DỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA CHẤT KHI
4.1. Định luật nhiệt động thứ nhất
Định luật nhiệt động I là định luật bảo toàn và biến húa năng lƣợng viết cho cỏc quỏ trỡnh nhiệt động. Theo định luật bảo toàn và biến húa năng lƣợng thỡ năng lƣợng toàn phần của một vật hay một hệ ở cuối quỏ trỡnh luụn luụn bằng tổng số đại lƣợng toàn phần Theo định luật bảo toàn và biến hỳa năng lƣợng thỡ năng lƣợng toàn phần của một vật hay một hệ ở cuối qỳa trỡnh luụn luụn bằng tổng số đại lƣợng toàn phần ở đầu quỏ trỡnh và toàn bộ năng lƣợng nhận vào hay nhả ra trong quỏ trỡnh đú.
Trong cỏc quỏ trỡnh nhiệt động, khi khụng xẩy ra cỏc phản ứng húa học và phản ứng hạt nhõn, nghĩa là năng lƣợng húa học và năng lƣợng hạt nhõn khụng thay đổi, khi đú năng lƣợng toàn phần của vật chất thay đổi chớnh là do thay đổi nội năng U, trao đổi nhiệt và cụng với mụi trƣờng.
Xột 1 kg mụi chất, khi cấp vào một lƣợng nhiệt dq thỡ nhiệt độ thay đổi một lƣợng dT và thể tớch riờng thay đổi một lƣợng dv. Khi nhiệt độ T thay đổi chứng tỏ nội động năng thay đổi; khi thế tớch v thay đổi chứng tỏ nội thế năng thay đổi và mụi chất thực hiện một cụng thay đổi thể tớch, Nhƣ vậy khi cấp vào một lƣợng nhiệt dq thỡ nội năng thay đổi một lƣợng là du và trao đổi một cụng là dl.
- Định luật nhiệt động I phỏt biểu: Nhiệt lƣợng cấp vào cho hệ một phần dựng để thay đổi nội năng, một phần dựng để sinh cụng:
dq = du + dl
- ý nghĩa của định luật nhiệt động: Định luật nhiệt động I cho phộp ta viết phƣơng trỡnh cõn bằng năng lƣợng cho một quỏ trỡnh nhiệt động.
Xột 1 kg mụi chất, khi cấp vào một lƣợng nhiệt dq thỡ nhiệt độ thay đổi một lƣợng dT và thể tớch riờng thay đổi một lƣợng dv. Khi nhiệt độ T thay đổi
chứng tỏ nội động năng thay đổi; khi thế tớch v thay đổi chứng tỏ nội thế năng thay đổi và mụi chất thực hiện một cụng thay đổi thể tớch, Nhƣ vậy khi cấp vào một lƣợng nhiệt dq thỡ nội năng thay đổi một lƣợng là du và trao đổi một cụng là dl.
- Định luật nhiệt động I phỏt biểu: Nhiệt lƣợng cấp vào cho hệ một phần dựng để thay đổi nội năng, một phần dựng để sinh cụng:
61
- ý nghĩa của định luật nhiệt động: Định luật nhiệt động I cho phộp ta viết phƣơng trỡnh cõn bằng năng lƣợng cho một quỏ trỡnh nhiệt động.
4.2. Cỏc quỏ trỡnh nhiệt động cơ bản
Khảo sỏt một quỏ trỡnh nhiệt động là nghiờn cứu những đặc tớnh của quỏ trỡnh, quan hệ giữa cỏc thụng số cơ bản khi trạng thỏi thay đổi, tớnh toỏn độ biến thiờn cỏc thụng số u, i, s, cụng và nhiệt trao đổi trong quỏ trinh, biểu diễn cỏc quỏ trỡnh trờn đồ thị p-v và T-s.
Để khảo sỏt một quỏ trỡnh nhiệt động của khớ lý tƣởng ta dựa trờn những qui luật cơ bản sau đõy:
- Đặc điểm quỏ trỡnh - Phƣơng trỡnh trạng thỏi
- Phƣơng trỡnh định luật nhiệt động I
Từ đặc điểm quỏ trỡnh, ta xỏc lập đƣợc phƣơng trỡnh của quỏ trỡnh. Phƣơng trỡnh trạng thỏi cho phộp xỏc định quan hệ giữa cỏc thụng số trạng thỏi trong quỏ trỡnh, cũn phƣơng trỡnh định luõt nhiệt động I cho phộp ta tớnh toỏn cụng và nhiệt lƣợng trao đổi giữa khớ lý tƣởng với mụi trƣờng và độ biến thiờn ∆u, ∆i và ∆s trong quỏ trỡnh.
Cỏc quỏ trỡnh cú một thụng số bất biến - Quỏ trỡnh đẳng tớch: v = const, dv = 0.
Quỏ trỡnh đẳng tớch là quỏ trỡnh nhiệt động đƣợc tiến hành trong điều kiện thể tớch khụng đổi.
- Quỏ trỡnh đẳng ỏp: p = const, dp = 0.
Quỏ trỡnh đẳng ỏp là quỏ trỡnh nhiệt động đƣợc tiến hành trong điều kiện ỏp suất khụng đổi.
- Quỏ trỡnh đẳng nhiệt: T = 0, dt = 0.
Quỏ trỡnh đẳng nhiệt là quỏ trỡnh nhiệt động đƣợc tiến hành trong điều kiện nhiệt độ khụng đổi.
- Quỏ trỡnh đoạn nhiệt: q = 0, dp = 0.
Quỏ trỡnh đoạn nhiệt là quỏ trỡnh nhiệt động đƣợc tiến hành trong điều kiện khụng trao đổi nhiệt với mụi trƣờng.