Ôn tập môn nhiệt động lực học

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (325.25 KB, 12 trang )

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

Đơn vị đo áp suất
1 Pa

= 1 N/m2. (Kpa, Mpa)

1 bar = 105 N/m2=750mmHg

1 at = 0,981.105 N/m2 = 1 kgf/cm2 = 10 mH2O = 735,5 mmHg.
1 mmH2O

= 9,81N/m2.

1 mmHg

= 133,32 N/m2.

Aùp suaát tuyeät ñoái (p)
p = pkq + pd
p = pkq - pck

1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
Công, nhiệt lượng, nhiệt dung riêng

dwtt  pdv

dv > 0  W > 0 : hệ dãn nở thì sinh công.

dv < 0  W < 0 : hệ nén ép thì nhận công

dwlđ  dpv

dwkt = – vdp

dp < 0  Wkt > 0 : hệ dãn nở thì sinh công kt.

dp > 0 Wkt < 0 : hệ nén ép thì nhận công kt

dq = Tds = Cdt

Q > 0 : nếu đó là nhiệt do hệ nhận vào.
Q < 0 : nếu bản thân hệ tỏa nhiệt.

C = C = 22,4.C’ ; Cp-Cv=R=8314
Cp-Cv=R

Cp
Cv

k

n

C hh   g i Ci
i 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

n

g

Thành phần khối lượng:

i

1

i 1

n

Thành phần thể tích, mol:

ri 

r 1

Vi ni
 ;
V n

i

i 1

Mối quan hệ giữa thành phần khối lượng gi và thành phần thể tích ri
g 

ri  n i i ;
i
gi  ri ;

 g i i
Phân tử lượng của hỗn hợp
n

   ri .i ;
i 1

i 1



1
n


i 1

gi
i

Thế tích riêng và khối lượng riêng của hỗn hợp
n

v
i 1

gi

i

n

   ri i ;
i 1

Phân áp suất của các thành phần

Ri

pi  pgi
 pgi
 ri . p
R
i

3

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

 Bảng số liệu giá trị thực nghiệm
Bảng NDR kmol của một số loại chất khí (kcal/kmol.độ)
Khí lý tưởng

(µc)p, kcal/kmol.độ

(µc)v, kcal/kmol.độ

k

Loại có 1 nguyên tử

5

3

1,667

Loại có 2 nguyên tử

7

5

1,4

Loại có 3 nguyên tử

9

7

1,286

Bảng NDR kmol của một số loại chất khí (kJ/kmol.độ)
Khí lý tưởng

(µc)p, kJ/kmol.độ
(µc)v, kJ/kmol.độ

k

Loại có 1 nguyên tử

20,9

12,6

1,667

Loại có 2 nguyên tử

29,3

20,9

1,4

Loại có 3 nguyên tử

37,7

29,3

1,286

Nhóm 1 nguyên tử: gồm các khí như Ar, Ne, He,…

Nhóm 2 nguyên tử: gồm các khí như O2, N2, H2, CO, Không khí,…

Nhóm 3 nguyên tử: gồm các khí như CO2, SO2, CH4, C2H2, C2H4,…

4

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
Định luật nhiệt động thứ nhất

dq = du + dw; dq = du + pdv

d 2
dq  di 
2

dq = di – vdp; dq = di + dwkt
Vì:
du = Cv.dT;

di = Cp.dT

Nên các biểu thức viết cho ĐL1 có thêm các dạng sau
dq = du + pdv = Cv.dT + pdv
dq = di – vdp = Cp.dT – vdp
Cho G kg chất môi giới:
Q=∆U+Wtt
Q=∆I +Wkt
∆U=GCv∆T
∆I=GCp∆T

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
p = const

v2 T2

v1 T1
w12 = p(v2 – v1)

(J/kg) 

W12 = p(V2 – V1) (J)

wkt12 = 0
Qp = GCp(T2 – T1) (J) , ∆U=GCv∆T
S  GC p ln

v = const

T2
T1

(J/K)

p2 T2

p1 T1
w12 = 0
Wkt12 = V(p1 – p2),

(J)

Qv= U = GCv(T2 – T1),

(J)

T2
T1

(J/K)

S  S2  S1  GCv ln

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

T = const

p2 v1

p1 v2

W12  Wkt12  GRT ln

p1
V
 p1V1 ln 2 (J)
p2
V1

QT = W12 , (J)
S  GR ln

dq = 0, pvk = const,
k

k

V2
p
 GR ln 1
V1
p2

Cp
Cv
k 1
k

p2  v1  T2  p2
  ;
 
p1  v2 
T1  p1 

W12 

v 
 1 

 v2 

k 1

1/ k

v2  p1 
 
;
v1  p2 

;

1
 k 1

v1  T2
 
v2  T1 

;

pV - p V
GR
T1 - T2   1 1 2 2
k -1
k -1

k 1
k 1





k
k




pV
p
GRT1 
p2

W12  1 1 1   2   
1



k 1
p1 
k  1   p1  






Wkt12 =k. W12 , S = 0

7

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

Quá trình đa biến pvn = const
n

p2  v1  v2
  ;
p1  v2  v1
Wtt 

1
n

n 1
n

 p
 1  ;
 p2 

GR
T1  T2  
n 1

T2  p2
 

T1  p1 

 p1V1  p2V2 
n 1

Wkt 

1 n

v 
 2 
 v1 

v 
 1 
 v2 

n 1

n

Cn  Cv

;

v2  T1
 
v1  T2 

;

n
1 n

p2  T1
 
p1  T2 

;

n 1
n 1



 pV  T 




p1V1
V1
GRT1
V1
1     
1      1 1 1  2 

n  1   V2   n  1   V2   n  1  T1 






nGR
T1  T2   nWtt
n 1

Q = GCn (T2 – T1)
Cn  C p

;

1
 n 1

k

Q  GCv

Cp
Cv

;

Cn  Cv

nk
T2  T1 
n 1

nk
n 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

Biểu diễn các quá trình trên đồ thị p - v

9

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

Biểu diễn các quá trình trên đồ thị T - s

10

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
Ví dụ 1

Ví dụ 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

Ví dụ 3

Cho 2,5 kg khí Mêtan (CH4) giãn nở người ta nhận được một công thay đổi
thể tích là 650 kJ. Trong quá trình giãn nở nội năng của khối khí giảm đi một

lượng là 255 kJ. Xác định nhiệt lượng trao đổi và độ biến thiên nhiệt độ của
quá trình.
Ví dụ 4

Khảo sát một hệ thống nhiệt động hở làm việc với chất môi giới là khí lý
tưởng A, ở trạng thái ban đầu nhiệt độ của khí là t1 = 600oC. Sau khi cho khí
giản nở theo quá trình đoạn nhiệt thuận nghịch đến trạng thái 2 có nhiệt độ t2
= 220oC thì thấy áp suất khí giảm 10 lần so với ban đầu. Công suất sinh ra của
hệ thống trong quá trình giản nở W = 1455 kW. Cho biết lưu lượng khí đi qua
hệ thống G = 3,5 kg/s.
Xác định:
1. Số mũ đoạn nhiệt của quá trình,
2. Giá trị nhiệt dung riêng khối lượng đẳng áp cp và đẳng tích cv của khí A.

Ôn tập môn nhiệt động lực học

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về