- Sinh viên biểu diễn được chu trình Cacnô trong giản đồ pV.
6.2. Động cơ nhiệt và máy làm lạnh
6.2.1. Động cơ nhiệt: Biến nhiệt thành công - Ví dụ: đầu máy hơi nước
- Hiệu suất của động cơ nhiệt: 1 2
1 1
A Q Q
Q Q
η= = − (6.1)
Trong đó η là hiệu suất của động cơ nhiệt;
A = (Q1 – Q2) là công mà động cơ nhiệt sinh ra; Q1, Q2 lần lượt là nhiệt lượng mà động cơ nhiệt nhận vào và tỏa ra môi trường.
- Động cơ vĩnh cửu loại hai: là động cơ biến đổi nhiệt hoàn toàn thành công. Tức là Q2 = 0, khi đó hiệu suất bằng một.
6.2.2. Máy làm lạnh: truyền nhiệt từ vật lạnh sang vật nóng hơn.
- Ví dụ: tủ lạnh, điều hòa nhiệt độ, bơm nhiệt… - Hiệu năng (hiệu suất) của máy làm lạnh: 2 2 1 2 Q Q A Q Q ε = = − (6.2)
Nếu không cần A, nghĩa là A = 0, thì ε → ∞ ta có trường hợp tự động truyền nhiệt từ vật lạnh sang vật nóng hơn (Máy lạnh lí tưởng).
6.3 Chu trình Cacnô. Hiệu suất của chu trình Cacnô với khí
lí tưởng
6.3.1. Chu trình Cacnô thuận nghịch (hình 6.3)
- Một quá trình bất kỳ thuận nghịch có thể xem
như một dãy những quá trình nguyên tố đẳng nhiệt và đoạn nhiệt vô cùng chậm nối tiếp nhau. - Chu trình Các nô thuận nghịch là chu trình chỉ có hai đường đẳng nhiệt và hai đường đoạn nhiệt (hình 6.3)
6.3.2. Hiệu suất của chu trình Cacnô với khí lý tưởng 1 2 1 T T T − = η (6.3)
Từ công thức (6.3) ta thấy hiệu suất của chu trình Cacnô chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ các nguồn.
Hình 6.1: Mô hình của động cơ nhiệt
6.3.3. Định lí Cácnô
-) Hiệu suất của chu trình Cacnô thuận nghịch không phụ thuộc bản chất của tác nhân cũng như cách chế tạo máy.
-) Hiệu suất của chu trình thực nhỏ hơn hiệu suất của chu trình Cacnô thuận nghịch.
6.3.4. Nhiệt giai nhiệt động lực
- Các nhiệt giai xây dựng bằng thực nghiệm đều lệ thuộc vào bản chất các vật nhiệt kế. - Năm 1948, Thomson đã chỉ ra rằng định lí Cacnô cho phép ta thiết lập một nhiệt giai nhiệt động lực không phụ thuộc vào vật nhiệt kế.
- Từ định lí Cacnô ta thấy hiệu suất của chu trình Cacnô thuận nghịch không phụ thuộc vào tác nhân mà chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn nóng và nguồn lạnh.