Giáo trình kỹ thuật nhiệt - Chương 2
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (275.95 KB, 9 trang )
9/17/2009
1
Chương 2:
Định luật nhiệt thứ nhất
&
Các quá trình nhiệt cơ bản của
môi chất ở pha khí
2.1. NHIỆT, CÔNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH
• Nhiệt lượng: là năng lượng đi xuyên qua bề
mặt ranh giới khi giữa môi chất và môi trường
có sự chênh lệch nhiệt độ. Đơn vị: kJ, kcal,...
• Công: Công thay đổi thể tích (công dãn nở),
Công kỹ thuật.
Tính nhiệt lượng theo sự thay đổi nhiệt độ
• Nhiệt dung riêng ‘c’ là nhiệt lượng cần thiết để đưa nhiệt độ
của một đơn vị môi chất tăng thêm 1 độ theo một quá trình nào
đó.
• Dựa vào đặc điểm của quá trình và đơn vị đo lường, ta chia ra:
Nhiệt dung riêng khối lượng đẳng áp: c
p
(J/kg.K)
Nhiệt dung riêng khối lượng đẳng tích: c
v
(J/kg.K)
Nhiệt dung riêng thể tích đẳng áp: c’
p
(J/m
3
tc
.K)
Nhiệt dung riêng thể tích đẳng tích: c’
v
(J/m
3
tc
.K)
Nhiệt dung riêng kmol đẳng áp: µc
p
(J/mol.K)
Nhiệt dung riêng kmol đẳng tích: µc
v
(J/mol.K)
9/17/2009
2
Mối quan hệ giữa các loại nhiệt dung riêng
k : số mũ đoạn nhiệt
khí 1 nguyên tử: k = 1,67
khí 2 nguyên tử: k = 1,4
khí 3 nguyên tử: k = 1,3
• Công thức Mayer đối với khí lý tưởng:
8314
Rcc
vp
k
c
c
c
c
c
c
v
p
v
p
v
p
Mối quan hệ giữa các loại nhiệt dung riêng
• Từ các công thức trên, ta có:
• Nhiệt dung riêng trong quá trình đa biến có số
mũ n là:
1
k
R
c
v
R
k
k
c
p
1
1
n
kn
cc
v
Nhiệt dung riêng của khí lý tưởng
Loại khí k
Khí 1 nguyên tử 1,67 12,6 20,9
Khí 2 nguyên tử 1,4 20,9 29,3
Khí 3 nguyên tử 1,3 29,3 37,7
)
.
(
kkmol
kJ
c
v
)
.
(
Kkmol
kJ
c
p
Khi yêu cầu độ chính xác cao, có thể coi nhiệt
dung riêng có quan hệ bậc 1 (đường thẳng) với
nhiệt độ theo công thức:
taac
10
9/17/2009
3
Tính nhiệt lượng theo nhiệt dung riêng
• Nếu c = const:
• Nếu c = a
0
+ a
1
t:
)(
122;1
ttcq
2
1
2;1
cdtq
12
21
102;1
2
tt
tt
aaq
Tính nhiệt lượng theo sự thay đổi Entropi
• Nhiệt lượng cần thiết để đưa một đơn vị môi
chất từ trạng thái 1 sang trạng thái 2:
2
1
.
2
1
2;1
s
s
dsTdqq
Công thay đổi thể tích
• Là công do môi chất thực hiện khi có sự thay
đổi về thể tích.
• Công thay đổi thể tích của môi chất khi thể
tích thay đổi từ v
1
đến v
2
:
2
1
v
v
pdvdll
9/17/2009
4
Công kỹ thuật
• Là công của dòng môi chất chuyển động (hệ
hở) thực hiện khi áp suất của môi chất thay đổi
• Công kỹ thuật có thể tính theo:
1
2
2
1
2
1
p
p
p
p
ktkt
vdpvdpdll
ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ NHẤT
• Nội dung định luật:“Nhiệt lượng cấp vào cho
hệ, một phần dùng để thay đổi nội năng, một
phần dùng để sinh công.”
• Ý nghĩa định luật: Cho phép ta viết phương
trình cân bằng năng lượng cho một quá trình
nhiệt động.
• Biểu thức: dq = du + dl
Các biểu thức của Định luật nhiệt động I
• dq = du + pdv
• dq = di – vdp
• dq = di – dl
kt
• Đối với khí lý tưởng: dq = c
v
dT + pdv
dq = c
p
dT – vdp
9/17/2009
5
CÁC QUÁ TRÌNH CƠ BẢN CỦA KHÍ LÝ TƯỞNG
• Quá trình đa biến
• Quá trình đẳng áp
• Quá trình đẳng tích
• Quá trình đẳng nhiệt
• Quá trình đoạn nhiệt
QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH
• Là quá trình nhiệt động được tiến hành trong
điều kiện thể tích không đổi.(v = const, dv = 0)
•
1
2
1
2
p
p
T
T
QUÁ TRÌNH ĐẲNG ÁP
• Là quá trình nhiệt động được tiến hành trong
điều kiện áp suất không đổi.(p = const, dp = 0)
1
2
1
2
T
T
v
v
