VIII. KHÁI NIỆM ENTROPY
5. Các hệ thức nhiệt động TOP Một thành tựu chính của nhiệt động lực là thiết lập các hệ thức giữa các đại lượng nhiệt động
Một thành tựu chính của nhiệt động lực là thiết lập các hệ thức giữa các đại lượng nhiệt động hoặc các đạo hàm của chúng (gọi là các hệ thức nhiệt động). Các hệ thức này có thể thu được dựa vào tính chất của vi phân toàn phần và đạo hàm riêng của hàm nhiều biến. Nếu : df(x,y) = P (x,y)dx + Q (x,y)dy
TRỌNG TÂM ÔN TẬP***@@@*** ***@@@***
1- Nội năng - Nhiệt lượng và công. 2- Nguyên lý thứ nhất nhiệt động lực học. 3- Nhiệt dung riêng.
4- Nguyên lý thứ hai nhiệt động lực học. 5- Entropy.
6- Các thế nhiệt động
BÀI TẬP
***@@@***
1- Có 6,5 g Hydro giãn đẳng áp, thể tích tăng lên 2 lần. Nhiệt độ ban đầu của khí là 270C. Tính công mà khí thực hiện khi giãn, nhiệt lượng mà khí đã nhận được từ bên ngoài và độ biến thiên nội năng của khí.
2- Một khối khí lý tưởng có trạng thái ban đầu xác định, được giãn từ thể tích V1 đến thể tích V2. Hãy biểu diễn trên đồ thị p,V và đồ thị U,V trong điều kiện giãn đẳng áp và giãn đẳng nhiệt. Trên đồ thị nầy so sánh công thực hiện và nhiệt lượng trao đổi trong các quá trình.
3- Một máy lạnh làm việc theo chu trình Carnot thuận nghịch tiêu thụ công suất 36,8kW. Nhiệt độ của nguồn nóng và nguồn lạnh là 1700C và 100 C Tính:
a) Hiệu suất của máy làm lạnh.
b) Nhiệt lượng lấy từ nguồn lạnh trong 1 giây. c) Nhiệt lượng truyền cho nguồn nóng trong 1 giây. d) So sánh và đứa ra kết luận về hai nhiệt lượng đó.
7- Một động cơ nhiệt Carnot có công suất là 100 mã lực. Làm việc với nhiệt độ nguồn nóng là 1000C, nhiệt độ nguồn lạnh là 00C tính:
a). Nhiệt lượng mà động cơ nhận từ nguồn nóng trong 1 giây. b). Nhiệt lượng mà động cơ truyền cho nguồn lạnh trong 1 giây.
CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM
***@@@*** 1. Nguyên lý II Nhiệt động lực học không dẫn đến hệ quả sau :
a) Xét theo cấp độ phân tử , trong vũ trụ tính trật tự sẽ dần dần trở thành bất trật tự. b) Tất cả các vật trong vũ trụ sẽ dần dần đi đến kết thúc ở cùng một nhiệt độ. c) Không có động cơ nhiệt nào chuyển nhiệt sang công với hiệu suất 100%. d) Năng lượng tổng cộng trong vũ trụ, gồm cả năng lượng nghỉ, là một hằng số.
2. Entropy của một hệ càng lớn thì: a) Năng lượng của hệ càng bé. b) Năng lượng của hệ càng lớn. c) Trật tự của hệ càng kém. d) Trật tự của hệ càng cao.
3. Một động cơ nhiệt lấy nhiệt từ nguồn nóng có nhiệt độ 127 o C và truyền nhiệt cho nguồn lạnh có nhiệt độ 77 o C. Hiệu suất tối đa của nó là :
a) 12,5 % . b) 39,2 % . c) 61,4 % . d) 88,3 %.
4. Một phân tử khí có số bậc tự do là 2 thì tỉ số của nhiệt dung riêng đẳng áp và nhiệt dung riêng đẳng tích là:
a) 2 b) 3/2 c) 3 d) 5/3
5. Quá trình đoạn nhiệt được hiểu là:
a) Quá trình mà thể tích của hệ là không đổi.
b) Quá trình mà hệ không trao đổi nhiệt lượng với bên ngoài. c) Quá trình mà nhiệt độü của hệ là không đổi.
d) Quá trình mà áp suất của hệ là không đổi.
6. Tìm một câu phát biểu sai trong những câu sau đây:
a) Trong chu trình Carnot không thuận nghịch tổng nhiệt lượng rút gọn nhỏ hơn không. b) Ðối với mọi chu trình tổng nhiệt lượng rút gọn nhỏ hơn không.
c) Entropy và cả nội năng của hệ là những hàm số của trạng thái. d) Trong mọi quá trình, Entropy của hệ chỉ có thể tăng hoặc không đổi.
7. Một máy làm lạnh hoạt động theo chu trình Carnot với tác nhân bất kỳ ở các nhiệt độ là 0 0C và -100 0C. Trong trường hợp nào hiệu suất của máy làm lạnh là không đổi:
a) Giảm đồng thời nhiệt độ hai nguồn 200K. b) Tăng đồng thời nhiệt độ hai nguồn lên hai lần.
c) Tăng đồng thời nhiệt độ tuyệt đối của hai nguồn lên hai lần. d) Tăng nhiệt độ nguồn lạnh thêm 1000K.
8. Tìm ra một câu phát biểu đúng trong những câu sau đây: a) Có thể tạo ra một động cơ vĩnh cửu loại hai.
b) Trong các quá trình đoạn nhiệt hệ không thể sinh ra công.
c) Chu trình Carnot với khí thực cho hiệu suất cao hơn chu trình Carnot với khí lý tưởng. d) Trong quá trình đẳng nhiệt cho khí lý tưởng, nội năng của khí là không đổi.
PHÂN TÍCH NHỮNG CÂU PHÁT BIỂU ĐÚNG SAI***&&&*** ***&&&***
1- Trạng thái cân bằng có các thông số trạng thái không đổi đồng thời có xuất hiện sự chuyển pha. 2- Trong phân tử có hai nguyên tử, số bậc tự do ứng với chuyển động tịnh tiến bằng số bậc tự do ứng
với chuyển động quay.
3- Ơí mỗi trạng thái xác định, hệ chỉ có một giá trị nội năng mà thôi. 4- Nhiệt dung của khí lý tưởng là không phụ thuộc vào số bậc tự do. 5- Chu trình Carnot gồm hai quá trình đẳng áp và hai quá trình đoạn nhiệt. 6- Không thể biến hoàn toàn nhiệt nhận được thành cơ năng.
7- Entropy của một hệ sẽ tiến về không ở nhiệt độ không tuyệt đối. 8- Entanpi là một hàm nhiệt động phụ thuộc vào trạng thái của hệ.