a) Một số khái niệm:
Hệ nhiệt động là một khoảng không gian chứa đầy các vật chất. Một hệ nhiệt động được gọi là đồng nhất nếu mọi tính chất vật lý của các phần tử nguyên tố là như nhau.
Nội năng (U) là tất cả các dạng năng lượng chứa trong một hệ cô lập. Động năng chuyển động tập thể của hệ hoặc thế năng tương tác của hệ với môi trường bên ngoài
không phải là nội năng. Nội năng là một hàm của trạng thái, khi trạng thái thay đổi thì nội năng của hệ thay đổi theo.
Hoàng Văn Trọng – 0974.971.149
91
Nhiệt lượng (Q) là năng lượng trao đổi giữa hệ nhiệt động và môi trường khi có sự chênh lệch nhiệt độ. Nhiệt lượng liên quan đến sự chuyển động hỗn loạn của các phần tử của hệ nhiệt động. Nhiệt lượng là một hàm của quá trình.
+ Q > 0 nếu hệ nhận nhiệt từ môi trường. + Q < 0 nếu hệ tỏa nhiệt ra môi trường.
Công (A) là dạng năng lượng làm tăng mật độ chuyển động có trật tự của vật (chuyển động tập thể của hệ nhiệt động). Công cũng là một hàm của quá trình.
+ A > 0 nếu hệ thực hiện công ra bên ngoài. + A < 0 nếu hệ nhận công từ bên ngoài.
b) Nguyên lý thứ 1 của nhiệt động lực học:
* Cách phát biểu thứ nhất:
Nhiệt lượng cung cấp cho hệ nhiệt động dùng để sinh công và thay đổi nội năng của hệ.
ΔU A
Q (7.2)
Trong đó: + Q là nhiệt lượng cung cấp cho hệ + A là công hệ sinh ra
+ U là biến thiên nội năng của hệ
Dạng vi phân: dQdUdA
* Cách phát biểu thứ hai:
Nội năng của hệ là một hàm số đơn giá (chỉ có một giá trị) của trạng thái và nó chỉ biến thiên khi hệ chịu tác động của môi trường xung quanh.
* Cách phát biểu thứ ba:
Không thể sinh công mà không thay đổi nội năng hoặc nhận nhiệt lượng từ bên ngoài (không thể chế tạo động cơ vĩnh cửu loại 1 – loại động cơ không cần năng lượng mà vẫn sinh công).