Định luật nhiệt động thứ nhất
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.09 MB, 42 trang )
Tóm tt tun1+2
Ü Chng 1: Mt sô khai niêm c ban – Phng
trinh trng thai cua cht khi
1.1
Các vn đ chung
1.2 Nhng khái nim c bn
1.3 Thông s trng thái ca môi cht
TUN 1
1.4 Phng trình trng thái ca cht khí
1.5 Nhit dung riêng ca cht khí
TUN 2
Ngi son: TS. Hà anh Tùng
HBK tp HCM
8/2008
p.1
p.1
Chng 2: inh luât nhiêt đông th nhât (LN 1)
va cac
qua trinh nhiêt đông c ban cua khi ly tng
TUN 3
TUN 3
2.1 Ý ngha LN 1
2.2 Công – Nhit lng
2.3 LN 1 cho h kín
2.4 LN 1 cho h h
Ngi son: TS. Hà anh Tùng
HBK tp HCM
8/2008
p.2
p.2
Ü Thcchtlàđnh lut bo toàn và chuyn hóa nng lng
ng dng trong phmvi NHIT
2.1 Ý ngha LN th 1
Nng lng không t nhiên sinh ra hoc mt đi
mà ch có th chuynt dng này sang dng khác
Tng nng lng ca 1 h CÔ LP là không đi
21
EE
=
Ngi son: TS. Hà anh Tùng
HBK tp HCM
8/2008
p.3
p.3
constUNNE
dt
=
+
+
=
U
t
= 10 kJ
U
d
= 0 kJ
U
t
= 7 kJ
U
d
= 3 kJ
h
ng nngTh nng Ni nng
mghN
t
=
2
2
1
wmN
đ
=
),( xTfU
=
Ví d:
Ngi son: TS. Hà anh Tùng
HBK tp HCM
8/2008
p.4
p.4
Nói thêm v ni nng U
Ü Là nng lng bên trong, gây ra do chuyn đng và tng
tác gia các phân t
trong vt th.
Ví d: - đi vi vt rn
Ngi son: TS. Hà anh Tùng
HBK tp HCM
8/2008
p.5
p.5
constUNNE
dt
=
+
+=
Ü Nu h không trao đi nng lng (CÔNG, NHIT)
vi bên ngoài
Chú ý
0
=
Δ
E
hay
Ü Nu h có
trao đi nng lng (CÔNG, NHIT) vi
bên ngoài
0
≠
Δ
E
Ngi son: TS. Hà anh Tùng
HBK tp HCM
8/2008
p.6
p.6
Ü Ví d: h trao đi NNG LNG vi bên ngoài
Ngi son: TS. Hà anh Tùng
HBK tp HCM
8/2008
p.7
p.7
nh lut nhit đng th 1
WQE
−
=
Δ
Lng bin
đi nng lng
ca h
Nhit lng
mà h
NHN VÀO
Công do h
SINH RA
Ü Chú ý:
-Khi th nng và đng nng h không thay đi:
-
Q mang du dng (+) khi h nhn nhit
âm (-) khi h sinh nhit
-
W mang du dng (+) khi h sinh công
âm (-) khi h nhn công
UE
Δ
=
Δ
Ngi son: TS. Hà anh Tùng
HBK tp HCM
8/2008
p.8
p.8
nh lut nhit đng th 1 – Ví d
Ü Vd 1: tính công sut đng c gió
3
/25.1 mkg
kk
=
ρ
P = ??
WQEEE
−
=
−=Δ
12
Ptmw −=− 0
2
1
0
2
1
() ( )
kWWw
t
m
P 1766176625010*25.1*
4
60
*10
2
1
2
1
2
2
2
1
≈=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
==
π
Ngi son: TS. Hà anh Tùng
HBK tp HCM
8/2008
p.9
p.9
Ü Vd 2: làm ngui bình cha bng máy khuy
WQUUU
−
=
−
=
Δ
12
(
)( )
(
)
kJWQUU 400100500800
12
=
−−
−
+
=
−
+=
Ngi son: TS. Hà anh Tùng
HBK tp HCM
8/2008
p.10
p.10
Ü Vd 3: nhit ta ra t t lnh
Q
in
=360 kJ/min
Q
out
= ??
kWW 2=
•
(
)
(
)
0
12
=
−
−
−
=
−
=Δ WQQUUU
outin
min/48060*23600 kJWQQWQQ
in
out
outin
=+=+=⇒=+−
••••••
Ngi son: TS. Hà anh Tùng
HBK tp HCM
8/2008
p.11
p.11
2.2 Công – Nhit lng
Ü 2.2.1 Công:
* Nu lc thay đi
() ()
JdxxFW
∫
=
2
1
* Nu lc không đi
(
)
JxFW
=
Ngi son: TS. Hà anh Tùng
HBK tp HCM
8/2008
p.12
p.12
Công = Công k thut + Công lu đng
CÔNG K THUT
Ü Công giãn n (nén)
trong h thng kín
Ü Công liên quan
đn trc quay
Ü Công liên quan đn
hiu ng đin
Ü Công lu đng
trong h thng h
Ngi son: TS. Hà anh Tùng
HBK tp HCM
8/2008
p.13
p.13
Công giãn n (hocnén)trong h thng kín
Công sinh ra khi cht môi gii thay
đi th tích t trng thái 1 å 2 là:
∫
=
2
1
12
V
V
pdVW
pdVW =
δ
Ngi son: TS. Hà anh Tùng
HBK tp HCM
8/2008
p.14
p.14
Ví d v tính công giãn n (nén)
Trng hp đng áp p = const
∫
=
2
1
12
V
V
pdVW
(
)
1212
VVpW
−
=
Ngi son: TS. Hà anh Tùng
HBK tp HCM
8/2008
p.15
p.15
Ví d v tính công giãn n (nén)
Trng hp đng nhit T=const
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
=
==
∫∫
1
2
1112
1
2
12
ln
ln
2
1
2
1
V
V
VPW
V
V
GRT
V
dV
GRTpdVW
V
V
V
V
V
GRT
p =
(Khí lý tng)
Ngi son: TS. Hà anh Tùng
HBK tp HCM
8/2008
p.16
p.16
Ví d v tính công liên quan đn trc quay
Công sut
trc quay
P = ??
()
()
kWP
WP
7.83
83733200*
60
4000
*2
=
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
π
TnP
π
2=
Ngi son: TS. Hà anh Tùng
HBK tp HCM
8/2008
p.17
p.17
Công lu đng (dòng chy) trong h thng h
()
111
)1(
11
1
1
111
)1(
*
vpGW
Vp
A
V
FxFW
lđ
lđ
−=
−=−=−=
- Ti đu vào: h NHN mt công lu đng: - Ti đu ra: h SINH mt công lu đng:
()
222
)2(
22
2
2
222
)2(
*
vpGW
Vp
A
V
FxFW
lđ
lđ
=
===
H
kho
sát
x
1
v
1
p
1
G
1
A
1
F
1
(
)()
111222
vpGvpGW
lđ
−
=
Ngi son: TS. Hà anh Tùng
HBK tp HCM
8/2008
p.18
p.18
2.2.2 NHIT LNG
A/ Tính Nhit lng theo nhit dung riêng
B/ Tính Nhit lng theo s thay đi Entrôpi
Ngi son: TS. Hà anh Tùng
HBK tp HCM
8/2008
p.19
p.19
A. Tính nhit lng theo nhit dung riêng
Q = Gc (t
2
-t
1
)
trong đó: * Q (kJ): nhit lng cung cp cho quá trình
* G (kg): khi lng cht môi gii
* c (kJ/kg.đ): nhit dung riêng ca quá trình
* t
1
, t
2
(
o
C): nhit đ đu và cui ca quá trình
Ngi son: TS. Hà anh Tùng
HBK tp HCM
8/2008
p.20
p.20
Nhit dung riêng (NDR)
Ü nh ngha: NDR ca1 cht đc đnh ngha là nng
lng cn cung cp đ 1kg cht tng thêm 1 đ C.
Ü n v: (kJ/kg.đ), (kcal/kg.đ)
Ü Phân loi:
- c
p
: NDR đng áp
- c
v
: NDR đng tích
G
Q
t
1
t
2
Q
G
p
Ngi son: TS. Hà anh Tùng
HBK tp HCM
8/2008
p.21
p.21
Tính toán NDR
- Quá trình đng tích (v = const)
Q
U
Δ
dTGcQdU
v
==
v
v
T
u
c
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
∂
∂
=
- Quá trình đng áp (p = const)
Q
U
Δ
VpW
KT
Δ
=
pdVdTGcdUWQdU
pKT
−
=
⇒−=
dTGcpVUd
p
=
+ )(
p
p
T
i
c
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
∂
∂
=
* Chú ý: ta luôn có c
p
> c
v
A1. Tính NDR cho cht khí
Ngi son: TS. Hà anh Tùng
HBK tp HCM
8/2008
p.22
p.22
¬ Riêng đi vi khí lý tng:
RTpv =
RTui
+
=
Vì u ca khí lý tng ch ph thuc vào nhit đ
(
)
Tuu
=
(
)
Tii
=
Suy ra:
R
dT
du
dT
di
+=
Rcc
vp
+
=
v
p
c
c
k =
đc gi là s m đon nhit ca khí lý tng
Ngi son: TS. Hà anh Tùng
HBK tp HCM
8/2008
p.23
p.23
- i vi cht lng và rn: v = const å c
p
= c
v
= c
¬ Ni nng: ch ph thucvào nhit đ
(
)
(
)
12
TTcudTTcdu
TB
−
=
Δ
⇒
=
¬ Entanpi:
vdpduvdppdvdupvuddi
+
=
+
+
=
+
= )(
(
)
kgkJpvTci
TB
/
Δ
+
Δ
=Δ
-Chtrn:
pv
Δ
không đáng k:
Tcui
TB
Δ
=
Δ
=
Δ
-Chtlng:
+ Quá trình đng áp:
Tcui
TB
Δ
=
Δ
=
Δ
+ Quá trình đng nhit(BM):
pvi
Δ
=
Δ
Ngi son: TS. Hà anh Tùng
HBK tp HCM
8/2008
p.24
p.24
A2. Tính NDR cho cht lng và cht rn
B. Tính nhit lng theo s thay đi Entrôpi
Ü Lng bin đi entropi ds ca 1 kg khi lng cht môi
gii trong 1 quá trình thun nghch đuc tính theo công
thc:
T
q
ds
δ
=
∫
=
2
1
dsTq
s
1
2
T
a
b
Q bng din tích a12b
Ngi son: TS. Hà anh Tùng
HBK tp HCM
8/2008
p.25
p.25
