7.3.1. Phát biểu thứ nhất: Phát biểu của Thomson
“Không thể biến được toàn bộ nhiệt thành công mà không để lại dấu vết gì ở môi trường
xung quanh”. Nói cách khác: “Không thể chế tạo động cơ vĩnh cửu loại hai”.
7.3.2. Phát biểu thứ hai: Phát biểu của Claudiut
“Nhiệt không thể truyền từ vật lạnh sang vật nóng hơn mà không để lại dấu vết gì cho môi
trường xung quanh”. Nói cách khác: “Nhiệt không tự động truyền từ lạnh sang nóng”.
7.3.3. Sự tương đương giữa 2 cách phát biểu định luật thứ hai của NĐLH.
Để chứng minh sự tương đương giữa hai cách phát biểu, phải chứng minh hai mệnh đề sau: 7.3.4. Cách phát biểu thứ ba của định luật thứ hai của NĐLH
a) Phát biểu: Khi một hệ chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác thì entropi của hệ và môi trường chỉ có thể không đổi hoặc tăng lên.
b) Chứng minh sự tương đương giữa cách phát biểu thứ ba của định luật thứ hai của NĐLH với cách phát biểu của thomson.
c) Chứng minh sự tương đương giữa cách phát biểu thứ ba của định luật thứ hai của NĐLH với cách phát biểu của Claudiut.
7.3.5. Một số thí dụ về tính biến thiên entropi
*) Tài liệu học tập chương 7
1. Lương Duyên Bình(1999),Vật lý đại cương, tập 1, Nhà Xuất bản Giáo dục, Hà Nội.
2. Lương Duyên Bình (2001), Bài tập vật lí đại cương, tập 1, Nhà Xuất bản Giáo dục, Hà Nội.
*) Câu hỏi, bài tập và đề tài thảo luận chương 7
Câu 1. Trình bày các khái niệm, công thức tính về: năng lượng của chuyển động nhiệt, nội năng, công và nhiệt?
Câu 2. Nêu nguyên lý, hệ quả, ý nghĩa của nguyên lý thứ nhất của nhiệt động học?
Câu 3. Trình bày hạn chế của nguyên lý thứ nhất của nhiệt động học?
Câu 4. Nêu nguyên lý, biểu thức của nguyên lý thứ hai của nhiệt động học?
Bài 7.1. Có hai bình cách nhiệt thông nhau bằng ống có khóa. Mới đầu khóa đóng. Bình 1 có thể tích V1 chứa một chất khí ở nhiệt độ T1= 300K và áp suất p1= 105 Pa. Bình 2 có thể tích
2
12 2
V
V = chứa cùng chất khí ấy ở nhiệt độ T2= 500K và áp suất
2
12 2
p
p = . Mở khóa cho khí trộn lẫn. Tính nhiệt độ T và áp suất p cuối cùng.
Bài 7.2.Một vật nặng 300g ở nhiệt độ -20oC được bỏ vào một nhiệt lượng kế bằng đồng có khối lượng 100g, chứa 280g nước ở 15oC. Tính nhiệt độ sau cùng của hệ thống. Biết rằng nhiệt dung riêng của vật là 0,1 cal/g.độ, của đồng là 0,09cal/g.độ, của nước là 1cal/g.độ.
Bài 7.3. Một quả bóng có khối lượng 0,1kg rơi từ độ cao 1,5m xuống đất và nảy lên đến độ cao 1,2m. tại sao bóng không nảy lên đến độ cao ban đầu ? Tính độ tăng nội năng của bóng, đất và không khí. Cho g = 10m/s2.
Bài 7.4. Một khối khí có thể tích 3.10-3m3, áp suất 2.105N/m2được nén đẳng áp và nhận 1 công 50J. Tìm nhiệt độ ban đầu của khí biết nhiệt độ của khí sau khi nén là 17oC.
Bài 7.5. Một khối khí có thể tích 3 lít, áp suất 2.105Pa ở 27oC được nung nóng đẳng tích rồi giãn đẳng áp. Khí đã thực hiện một công 60J. Hỏi khi dãn nở nhiệt độ của khí tăng lên bao nhiêu ?
Bài 7.6. Một động cơ nhiệt lý tưởng hoạt động giữa hai nguồn nhiệt 100oC và 25,4oC, thực hiện một công 2kJ.
a.Tính hiệu suất của động cơ, nhiệt lượng mà động cơ nhận từ nguồn nóng và nhiệt lượng nó truyền cho nguồn lạnh.
b.Nếu tăng nhiệt độ nguồn nóng lên 130oC thì hiệu suất của động cơ là bao nhiêu ?
Bài 7.7. Một động cơ nhiệt làm việc theo chu trình Cac nô với tác nhân là không khí (i = 5) có áp suất ban đầu là 7atm và nhiệt độ là 1270C, thể tích ban đầu của lượng không khí là 2 lít. Sau khi dãn đẳng nhiệt, không khí chiếm thể tích 5 lít. Sau khi dãn đoạn nhiệt thể tích của lượng không khí là 8 lít. Tìm:
a) Công của cả chu trình? b) Hiệu suất của chu trình?
CHƯƠNG 8
Trạng thái lỏng và biến đổi pha
Số tiết: 01 (Lý thuyết: 1 tiết; bài tập, thảo luận: 0 tiết)
*) Mục tiêu:
1. Hiểu được hiện tượng căng mặt ngoài và hiện tượng mao dẫn của chất lỏng, các khái niệm áp suất phân tử, năng lượng mặt ngoài, lực căng mặt ngoài.
2. Hiểu được các hiện tượng nóng chảy, đông đặc, hóa hơi và ngưng tụ.
8.1. Mở đầu
Một khối chất lỏng có thể tích xác định và có hình dạng của bình chứa. Mật độ phân tử chất lỏng lớn gấp nhiều lần mật độ phân tử chất khí và gần bằng mật độ phân tử chất rắn. Khoảng cách giữa các phân tử chất lỏng vào khoảng kích thước phân tử.
Ở trạng thái bình thường, xét về cấu trúc thì chất lỏng gần giống chất rắn hơn là chất khí. Mỗi phân tử chất lỏng cũng dao động nhiệt quanh vị trí cân bằng nhưng sau một thời gian cư trú nhất định thì chuyển sang vị trí mới lân cận. Nhiệt độ chất lỏng càng thấp thì thời gian cư trú càng lớn.