t r ì n h đ ộ đ à o t ạ o

1
bộ lao động - thơng binh và x hộiã
Tổng cục dạy nghề
Dự án giáo dục kỹ thuật và dạy nghề (VTEP)

Giáo trình
a)
b)
c)
Hà Nội - 2004
Mô đun: nhiệt kỹ thuật
M sốã : har 02 10
Nghề : SửA CHữA ÔTÔ
Trình độ lành nghề
Logo
(Mặt sau trang bìa)
Mã tàI liệu: .
Mã quốc tế ISBN : ..
2
Tuyên bố bản quyền :
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình
Cho nên các nguồn thông tin có thể đợc
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho
các mục đích về đào tạo và tham khảo
Mọi mục đích khác có ý đồ lệch lạc hoặc
sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành
mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
Tổng Cục Dạy nghề sẽ làm mọi cách để
bảo vệ bản quyền của mình.

Tổng Cục Dạy Nghề cám ơn và hoan nghên
các thông tin giúp cho việc tu sửa và hoàn
thiện tốt hơn tàI liệu này.
Địa chỉ liên hệ:
Dự án giáo dục kỹ thuật và nghề nghiệp
Tiểu Ban Phát triển Chơng trình Học liệu
................................................................
Lời tựa
(Vài nét giới thiệu xuất xứ của chơng trình và tài liệu)
Tài liệu này là một trong các kết quả của Dự án GDKT-DN ..

(Tóm tắt nội dung của Dự án)
(Vài nét giới thiệu quá trình hình thành tài liệu và các thành phần tham gia)
(Lời cảm ơn các cơ quan liên quan, các đơn vị và cá nhân đ tham gia )ã
(Giới thiệu tài liệu và thực trạng)
TàI liệu này đợc thiết kế theo từng mô đun/ môn học thuộc hệ thống mô đun/môn
học của một chơng trình, để đào tạo hoàn chỉnh
Nghề Sửa chữa ôtô ở cấp trình độ ..II
và đợc dùng làm Giáo trình cho học viên trong các khoá đào tạo, cũng có thể đợc sử
dụng cho đào tạo ngắn hạn hoặc cho các công nhân kỹ thuật, các nhà quản lý và ngời sử
dụng nhân lực tham khảo.
Đây là tài liệu thử nghiệm sẽ đợc hoàn chỉnh để trở thành giáo trình chính thức
trong hệ thống dạy nghề.
Hà nội, ngày . tháng năm
Giám đốc Dự án quốc gia
3
Mục lục
đề mục Trang
1- Lời tựa 3
2- Mục lục 4

3- Giới thiệu về mô đun 5
4- Sơ đồ quan hệ theo trình tự học nghề 6
5- Các hình thức học tập chính trong mô đun 7
6- Bài 1 : - Khái niệm và các thông số cơ bản 9
- Thực tập 12
7- Bài 2 : - Môi chất và sự truyền nhiệt 15
- Thực tập 21
8- Bài 3 : - Các qúa trình nhiệt động của môi chất 25
- Thực tập 31
9- Bài 4 : - Chu trình nhiệt động của động cơ nhiệt 34
- Thực tập 44
11- Đáp án các câu hỏi và bài tập 48
12- Các thuật ngữ chuyên môn 49
13- Tài liệu tham khảo 50


4
giới thiệu về mô đun
Vị trí, ý nghĩa, vai trò mô đun :
Nhiệt kỹ thuật là những kiến thức về khái niệm, thông số cơ bản, các qúa trình nhiệt
động và các nguyên lý hoạt động của động cơ nhiệt.
Ngày nay năng lợng chủ yếu đợc sử dụng rộng rải đó là năng lợng của động cơ nhiệt,
nhờ đốt cháy nhiên liệu để biến nhiệt năng thành cơ năng. Nh các động cơ lắp trên ôtô,
máy bay, tàu thuỷ, tàu hoả và các máy công tác.
Vì vậy các kiến thức cơ bản về nhiệt kỹ thuật giúp cho các cán bộ kỹ thuật và các học
viên của nghề sửa chữa ôtô, có đủ kỹ năng nhận dạng cấu tạo và nguyên lý hoạt động
của các loại động cơ sử dụng trên ô tô, với việc nâng cao năng suất và chất lợng bảo d-
ỡng, sửa chữa ôtô.
Mục tiêu của mô đun:
Nhằm đào tạo cho học viên có đầy đủ kiến thức về các khái niệm cơ bản, các thông số

của các qúa trình nhiệt động và nguyên lý hoạt động của các loại động cơ nhiệt. Đồng thời
có đủ kỹ năng nhận dạng cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại động cơ nhiệt sử
dụng trên ô tô, với việc sử dụng đúng và hợp lý các trang thiết bị, dụng cụ đảm bảo đúng
quy trình, yêu cầu kỹ thuật và an toàn.
Mục tiêu thực hiện của mô đun:
1. Trình bày đầy đủ các khái niệm và các thông số của các qúa trình nhiệt động
2. Giải thích đợc các qúa trình nhiệt động của môi chất
3. Giải thích đợc sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ nhiệt
4. Nhận dạng đợc cấu tạo các loại động cơ nhiệt dùng trên ô tô
Nội dung chính của mô đun:
1. Khái niệm và thông số cơ bản của qúa trình nhiệt động
2. Môi chất và sự truyền nhiệt
3. Các quá trình nhiệt động của môi chất
4. Chu trình nhiệt động, sơ đồ cấu tao và nguyên lý hoạt động của động cơ nhiệt
5. Nhận dạng cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại động cơ nhiệt dùng trên ô tô
6. Sử dụng dụng cụ,thiết bị và kỹ thuật an toàn trong thực tập
Bài Danh mục các bài học Lý
thuyết
Thực
hành
Các hoạt
động khác
Bài 1 Khái niệm và các thông số cơ bản 8 4
Bài 2 Môi chất và sự truyền nhiệt 7 4
Bài 3 Các quá trình nhiệt động của môi chất 7 4
Bài 4 Chu trình nhiệt động của động cơ nhiệt 8 8
Cộng 30 20
5

Sơ đồ quan hệ theo trình tự học nghề




1
HAR 01 01
Điện kỹ
thuật
HAR 01 19
SC-BD phần cố định
động cơ
HAR 01 18
Kỹ thuật về động cơ
đốt trong
HAR 01 08
Kỹ thuật
đIện tử
HAR 01 10
Vật liệu cơ
khí
HAR 01 11
Dung sai
lắp ghépvà
ĐLKT
HAR 01 12
Vẽ kỹ thuật
HAR 01 13
An toàn
HAR 01 17
Nhập môn
nghề s/c ô tô

HAR 01 14
Thực hành
nghề bổ trợ
HAR 01 20
SC- BD phần
C/động động cơ
HAR 01 21
SC-BD Cơ cấu
phân phối khí
HAR 01 22
SC-BD Hệ thống
bôi trơn
HAR 01 23
SC-BD Hệ
thống làm
HAR 01 24
SC-BD Hệ thống
nhiên liệu xăng
HAR 01 25
SC-BD Hệ thống
nhiên liệu dieden
HAR 01 26
SC-BD Hệ thống
khởi động
HAR 01 27
SC-BD Hệ thống
đánh lửa
HAR 01 28
SC-BD Trang
thiết bị điện ô

HAR 01 29
SC-BD Hệ thống
truyền lực
HAR 01 30
SC-BD Cầu chủ
động
HAR 01 31
SC-BD Hệ thống di
chuyển
HAR 01 32
SC-BD Hệ thống lái
HAR 01 33
SC-BD Hệ thống
phanh
HAR 01 35
SC Pan ô tô
HAR 01 34
K.tra tình trạng kỹ
thuật Đcơ và ô tô
HAR 01 36
nâng cao hieụ quả
công việc
Bằngcông
nhân lành
nghề
HAR 02 06
Xác suất thống kê
HAR 02 07
Kỹ thuật tự động điều
khiển bằngđiện

HAR 02 08
Vẽ Auto CAD
HAR 02 19
Tổ chức
quản lý và
sản xuất
Chứng chỉ
bậc cao
HAR 02 11
Chẩn đoán
động cơ
HAR 02 12
Chẩn đoán
HT truyền
động ôtô
HAR 02 14
SC-BD bộ
tăng áp
HAR 02 15
SC-BD Hệ
thống phun
xăng điện tử
HAR 02 16
SC-BD BCA
điều khiển bằng
điện từ
HAR 02 17
SC-BD HT
đ/khiển bằng
khí nén

Bằngcông
nhận bậc
cao
Chứng
chỉ
nghề
HAR 01 09
Cơ kỹ thuật
HAR 02 13
Công nghệ phục hồi
chi tiết trong s/chữa
HAR 02 09
Công nghệ khí nén
và thủy lực
HAR 02 10
Nhiệt kỹ thuật
HAR 02 18
SC-BD Biến
mô thủy lực

Các hình thức học tập chính trong mô đun
1 . Học trên lớp về :
- Trình bày đầy đủ các khái niệm và các thông số của các qúa trình nhiệt động
2 . Học tại phòng học chuyên môn hoá về :
- Giải thích đợc các qúa trình nhiệt động của môi chất
- Giải thích đợc sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ nhiệt
3 . Thực tập tại xởng trờng về :
- Thực hành nhận dạng về cấu tạo các loại động cơ nhiệt dùng trên ô tô trong
các xởng sửa chữa ôtô.
4 . Tự nghiên cứu và làm bài tập về :

- Các tài liệu tham khảo về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ nhiệt
- Vẽ sơ đồ cấu tạo, trình bày nguyên tắc hoạt động của một số động cơ ôtô.
7
Yêu cầu về đánh giá hoàn thành mô đun
1. Kiến thức:
- Trình bày đợc đầy đủ các khái niệm và các thông số của các qúa trình
nhiệt động.
- Giải thích đợc các qúa trình nhiệt động của môi chất
- Trình bày đầy đủ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ nhiệt

2. Kỹ năng:
- Thực hành nhận dạng về cấu tạo các loại động cơ nhiệt dùng trên ô tô
trong các xởng sửa chữa ôtô.
- Chuẩn bị, bố trí và sắp xếp nơi làm việc vệ sinh, an toàn và hợp lý.
3. Thái độ:
- Chấp hành nghiêm túc các quy định về kỹ thuật, an toàn và tiết kiệm
trong thực hành.
- Có tinh thần trách nhiệm hoàn thành công việc đảm bảo chất lợng và
đúng thời gian .
- Cẩn thận, chu đáo trong công việc luôn quan tâm đúng, đủ không để xảy
ra sai sót.
8
Bài 1
khái niệm và các thông số cơ bản - M bài: HAR.02 10 01ã
Giới thiệu :
Các khái niệm và các thông số cơ bản của các qúa trình nhiệt động, dùng để nghiên
cứu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại động cơ nhiệt. Đồng thời có đủ kỹ
năng nhận dạng về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại động cơ sử dụng trên
ô tô ngày nay.
Mục tiêu thực hiện:

1. Phát biểu đúng các khái niệm và các thông số cơ bản của các qúa trình nhiệt
động
2. Giải thích đợc các phơng trình nhiệt động và thông số trạng thái
3. Nhận dạng và phân biệt đợc các thông số trạng thái của môi chất
Nội dung chính:
1. Các khái niệm và thông số cơ bản
2. Hệ nhiệt động và các thông số trạng thái
3. Phơng trình nhiệt động
4. Nhận dạng phân biệt các thông số và trạng thái
Học trên lớp
I. Các khái niệm và thông số cơ bản
1. Các khái niệm
a) Máy nhiệt
Máy nhiệt là một loại thiết bị dùng để thực hiện quá trình chuyển hoá giữa nhiệt năng
và cơ năng của hai nguồn nhiệt : nguồn nóng (có nhiệt độ T
1
), và nguồn lạnh (có nhiệt
độ T
2
).
Máy nhiệt bao gồm hai loại :
- Động cơ nhiệt dùng để biến đổi nhiệt năng do đốt cháy nhiên liệu thành cơ năng,
tức là môi chất nhận nhiệt từ nguồn nóng (cháy nhiên liệu) giản nở biến một phần
thành công, sau đó nhả nhiệt còn lại cho nguồn lạnh (ra nớc làm mát hoặc không khí,
nh : động cơ đốt trong, động cơ phản lực và các tuabin khí...) .
- Máy lạnh có tác dụng ngợc lại với động cơ nhiệt, tức là môi chất nhận công hoặc
nhiệt năng từ nguồn lạnh (nhiệt của vật hoặc buồng cần làm lạnh.ổngồi truyền
cho nguồn nóng (không khí...).
b) Môi chất
Môi chất là chất trung gian dùng để thực hiện quá trình biến đổi giữa nhiệt năng và

công trong các máy nhiệt.
Môi chất có ba thể : thể khí, thể lỏng hoặc thể rắn, trong máy nhiệt thờng dùng môi
chất là thể khí, vì chất khí có khả năng thay đổi thể tích rất lớn nên có khả năng trao
đổi công rất lớn.
Thể khí bao gồm hai loại:
- Khí thực : là mọi chất khí có trong tự nhiên, khí thực tạo nên từ các phân tử và
nguyên tử, chúng có kích thớc và giữa chúng có lực tác dụng tơng hổ.
- Khí lý tởng : là khí không có kích thớc và giữa chúng không có lực tác dụng tơng hổ,
nh : không khí, hyđrô, ôxy...ở điều kiện áp suất thấp và nhiệt độ thờng.
9
2. Các thông số trạng thái của môi chất
Thông số trạng thái là những đại lợng vật lý có giá trị xác định ở một trạng thái xác
định nào đó. Thông số trạng thái là hàm chỉ phụ thuộc vào trạng thái mà không phụ
thuộc vào quá trình.
Các thông số trạng thái cơ bản đó là: nhiệt độ, áp suất và thể tích riêng.
a) Thể tích riêng
Thể tích riêng là thể tích của một đơn vị khối lợng, ký hiệu là v và đợc xác định bằng
biểu thức:
v =
G
V
; m
3
/ kg
V - thể tích của vật ( m
3
)
G - khối lợng của vật (kg)
b) áp suất
áp suất là lực tác dụng của các phân tử theo phơng pháp tuyến lên một đơn vị diện

tích thành bình chứa khí hoặc chất lỏng, áp suất đợc ký hiệu là p và đợc xác định
bằng biểu thức:
p =
S
F
; N/ m
2

F - lực tác dụng của các phân tử khí hoặc chất lỏng ( N)
S - Diện tích thành bình (m
2
)
Đơn vị đo áp suất là N/ m
2
= Pa (pascal), 1 kPa = 10
3
Pa, 1 MPa = 10
6
Pa
Các đơn vị đo áp suất:
- 1 kg/cm
2
= 1 bar = 0.1 Mpa
- 1 at = 0,98 bar = 735,5 mm Hg = 10 mm H
2
O (ở 0
0
C)
- 1 psi = 0,07 at = 6895 Pa
- áp suất nhỏ hơn áp suất khí quyển gọi là độ chân không, ký hiệu P

ck

c) Nhiệt độ
Nhiệt độ là mức đo trạng thái nhiệt (nóng, lạnh) của vật.
- Nhiệt độ bách phân dùng thang nhiệt bách phân (100 vạch, mỗi vạch ứng với 1
0
) và
ký hiệu là
0
C, 0
0
C ứng với nhiệt độ nớc đá đang tan, và 100
0
C ứng với nhiệt độ nớc
đang sôi, ở áp suất p = 760 mmHg.
- Nhiệt độ tuyệt đối (nhiệt độ Kenvin), ký hiệu T, đơn vị đo
0
K, 0
0
K tơng ứng với nhiệt
độ thấp nhất của trạng thái vật chất mà trong đó các phân tử ngừng chuyển động.
0
0
K tơng ứng với 273,15
0
C
- Nhiệt độ Farenheit, đơn vị đo
0
F
32

0
F = 0
0
C , 212
0
F = 100
0
C
d) Nội năng
Nội năng là toàn bộ các dạng năng lợng bên trong của vật. Nội năng bao gồm : nội
nhiệt năng (do chuyển động của các phân tử và nguyên tử), và các dạng năng lợng
khác (hoá năng, năng lợng nguyên tử..).
- Nội năng là hàm của nhiệt độ: u = u(T)
- Đơn vị : U ( J ); u ( J / kg)
e) Entrôpi
Entrôpi là là vi phân nhiệt lợng (dq) chia cho nhiệt độ tuyệt đối (T) của vật khi trao
đổi nhiệt cho ta vi phân hàm trạng thái.
ds =
T
dq

- Ký hiệu : S ; s
- Đơn vị : S (J /
0
K); s (J /kg
0
K)

10
f) Execgi

Execgi là năng lợng có thể biến đổi hoàn toàn thành công trong qúa trình thuận
nghịch.
- Ký hiệu : E ; e
- Đơn vị : E (J ); e (J /kg)
g) Entanpi
Entanpi là hàm phụ thuộc hai trong ba thông số trạng thái cơ bản (p, v, T).
- Ký hiệu : I ; i
- Đơn vị : I (J ); i (J /kg)
II. Hệ nhiệt động và phơng trình nhiệt động
1. Hệ nhiệt động
a) Khái niệm
Hệ nhiệt động là một vật hoặc nhiều vật đợc tách riêng ra khỏi các vật khác để
nghiên cứu các tính chất nhiệt động của chúng. Tất cả các vật ngoài hệ gọi là môi tr-
ờng.
b) Phân loại
Hệ nhiệt động bao gồm nhiều loại:
- Hệ kín là hệ trong đó trọng tâm của hệ không chuyển động, nh chất khí chứa trong
bình kín, hoặc chu trình động có đốt trong...
- Hệ hở là hệ trong đó trọng tâm của hệ có chuyển động, nh tuabin khí và máy nén,
vì lợng khí đi vào và ra khỏi xi lanh.
- Hệ đoạn nhiệt là hệ không trao đổi nhiệt với môi trờng.
- Hệ cô lập là hệ không trao đổi nhiệt và công với môi trờng.
2. Phơng trình nhiệt động
a) Qúa trình nhiệt động
Quá trình nhiệt động là quá trình biến đổi một chuổi liên tiếp các trạng thái của hệ
nhiệt động.
- Điều kiện để có sự thay đổi trạng thái nhiệt động của hệ là có trao đổi nhiệt hoặc
công với môi trờng và ít nhất phải có một thông số trạng thái thay đổi.
Quá trình nhiệt động có hai trạng thái :
- Trạng thái cân bằng là trạng thái nhiệt động trong đó các thông số trạng thái của

hệ có giá trị đồng đều trong toàn bộ hệ và không thay đổi theothời gian nếu nh không
có tác động (nhiệt hoặc công) từ môi trờng phá vỡ trạng thái đó.
- Trạng thái không cân bằng khi các thông số trạng thái có giá trị không đồng đều
trong hệ.
b) Phơng trình định luật nhiệt động
Dạng tổng quát
Giả sử môi chất trong hệ nhận lợng nhiệt Q từ môi trờng, năng lợng toàn phần của hệ
sẽ biến đổi một lợng W = W
2
W
1
và hệ sinh công ngoài L
n12
tác dụng tới môi trờng.
Theo định luật bảo toàn và biến hoá năng lợng ta có dạng tổng quát phơng trình
định luật nhiệt động (phơng trình cân bằng) sau :
Q = W + L
n12
và q = w + l
n12

III. Nội dung đo và nhận dạng các thông số trạng tháI động cơ

1. Làm sạch và nhận dạng các bộ phận bên ngoài động cơ
2. Lắp các đụng cụ đo áp suất, độ chân không vào ống nạp động cơ
3. Đo áp suất nén và nhiệt độ ban đầu của các xi lanh
4. Vận hành động cơ
5. Đo nhiệt độ và độ chân không của ống nạp động cơ
6. Tổng hợp các số liệu
11

IV. Câu hỏi và bài tập
1. Trong động cơ ôtô bao gồm những thông số trạng tháI nào ?
2. Quá trình nhiệt động và điều kiện để hình thành quá trình nhiệt động ?
3. (Bài tập) Đo các thông số trạng tháI của một động cơ.
tHựC HàNH nhận dạng các thông số trạng thái
I. tổ chức chuẩn bị nơi làm việc
1. Mục đích:
- Rèn luyện kỹ năng kiểm tra các thông số trạng trái của động cơ nhiệt
- Nhận dạng các bộ phân của hệ thống của động cơ nhiệt
2. Yêu cầu:
- Kiểm tra chính xác, đúng quy trình và đúng yêu cầu kỹ thuật.
- Nhận dạng đợc các thiết bị kiểm tra và các loại động cơ nhiệt
- Sử dụng dụng cụ hợp lý, chính xác.
- Đảm bảo an toàn trong quá trình tháo, lắp
- Tổ chức nơi làm việc khoa học, ngăn nắp, gọn gàng.
3. Chuẩn bị:
a) Dụng cụ:
- Các thiết bị dùng nhận dạng của động cơ nhiệt và kiểm tra các thông số
- Dụng cụ tháo lắp, bảo dỡng động cơ nhiệt
- Khay đựng dụng cụ, chi tiết
- Bộ dụng cụ kiểm tra áp suất, độ chân không, nhiệt độ và thể tích
b) Vật t:
- Giẻ sạch
- Giấy nhám
- Nhiên liệu vận hành, rửa, dầu mỡ bôi trơn
- Các đầu nối, joăng đệm....
- Tài liệu phát tay về các quy trình và tra cứu các yêu cầu kỹ thuật về kiểm tra và
bảo dỡng động cơ nhiệt
- Bố trí nơi làm việc cho nhóm học viên đủ diện tích, ánh sáng và thông gió
II. Quy trình thực hành nhận dạng và đo các thông số trạng thái

1. Nhận dạng dụng cụ kiểm tra các thông số trạng thái
- Nhận dạng cấu tạo của dụng cụ đo áp suất, độ chân không
- Nhận dạng cấu tạo dụng cụ đo nhiệt độ
2. Nhận dạng các loại động cơ nhiệt
- Quan sát và nhận dạng các bộ phận của động cơ ôtô
3. Thực tập sử dụng các dụng cụ đo áp suất và nhiệt độ
- Thực hành đo áp suất của các xi lanh động cơ
- Thực hành đo độ chân không của ống nạp và bơm chân không
- Thực hành đo nhiệt độ của động cơ
- Thực hành đo thể tích của các xi lanh động cơ
4. Tổng hợp số đo các thông số trạng thái của một động cơ
- Lập bảng tổng hợp các số liệu đo.

12
III. thực hành đo các thông số trạng thái
1. Đo thể tích xi lanh và áp suất xi lanh động cơ
a) Đo thể tích một số xi lanh của động cơ
- Làm sạch bề mặt và bên ngoài các xi lanh
- Dùng pan me và thớc cặp
- Đo đờng kính xi lanh và chiều cao của xi lanh
- Tính đờng kính của xi lanh
b) Đo áp súât xi lanh cuối kỳ nén
- Tháo bugi hoặc vòi phun và lắp đồng hồ đo áp suất nén vào buồng cháy (động cơ
xăng dùng đồng hồ áp suất có chỉ số đo lớn nhất đến1,5 Mpa, động cơ điêzen dùng
đồng hồ áp suất có chỉ số đo lớn nhất đến16,0 Mpa).
- Mở hết bớm ga, bớm gió và khởi động động cơ (hoặc quay trục khuỷu)
- Quan sát và ghi nhận các số đo áp suất trên đồng hồ
- Tổng hợp các giá trị đo áp suất nén của từng xi lanh.
a)


b)
Hình 1-1. Đo áp suất nén của xi lanh
a- Các đồng hồ áp suất b- Đo áp suất nén động cơ
Lỗ lắp vòi phun
Xi lanh động cơ
Lỗ lắp bugi
Đồng hồ đo áp suất nén Động cơ kiểm tra
Núm xả
Mặt số đồng hồ đo
Đầu nối
13
2. Đo nhiệt độ và độ chân không của ống nạp động cơ
- Dùng đồng hồ đo nhiệt độ chuyên dùng hoặc quan sát qua đồng hồ nhiệt độ động
cơ
- Đo nhiệt độ ban đầu của động cơ khi cha khởi động
- Lắp chặt đầu nối đồng hồ đo chân không vào ống nạp
- Cho động cơ hoạt động ở chế độ chạy chậm (có độ chân không đạt lớn nhất)
- Quan sát đồng hồ đô chân không, đo nhiệt độ và ghi các giá trị đo
- Tổng hợp các giá trị đo của động cơ

Hình 1-2. Đo áp suất chân không qua ống nạp

Các bài tập mở rộng và nâng cao
i. Tên bài tập
1. Kiểm tra nhiệt độ và áp suất của ống nạp ở các chế độ làm việc của động cơ ?
II. Yêu cầu cần đạt
1. Đo đợc nhiệt độ và áp suất của ống nạp ở các chế độ làm việc của động cơ.
2. Lập đợc bảng tổng hợp các thông số nhiệt độ và áp suất ?
III. Thời gian
- Sau 1 tuần nộp đủ các bài tập.

Đồng hồ đo chân không
ống nạp động cơ
14
Bài 2
môi chất và sự truyền nhiệt - M bài: HAR.02 10.02ã
Giới thiệu :
Các khái niệm và phân loại về sự truyền nhiệt và chuyển pha của các đơn chất,
dùng để nghiên cứu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại máy nhiệt. Đồng
thời có đủ kỹ năng nhận dạng về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại động
cơ sử dụng trên ô tô ngày nay.
Mục tiêu thực hiện:
1. Phát biểu đúng các khái niệm sự truyền nhiệt và chuyển pha của các đơn chất
4. Giải thích đợc sự truyền nhiệt và chuyển pha của các đơn chất
5. Nhận dạng và phân biệt đợc các dạng truyền nhiệt và chuyển pha các đơn chất
Nội dung chính:
1. Các khái niệm về truyền nhiệt và chuyển pha của các đơn chất
2. Các dạng truyền nhiệt
3. Chuyển pha của các đơn chất
4. Nhận dạng và phân biệt về truyền nhiệt và chuyển pha của các đơn chất
Học trên lớp
I. Môi chất
1. Khái niệm
Môi chất là chất trung gian dùng để thực hiện quá trình biến đổi giữa nhiệt năng và
công trong các máy nhiệt.
2. Phân loại
Môi chất có ba thể :
- Thể khí , thể lỏng và thể rắn
Trong máy nhiệt thờng dùng môi chất là thể khí, vì chất khí có khả năng thay đổi
thể tích rất lớn nên có khả năng trao đổi công rất lớn.
Thể khí bao gồm hai loại:

- Khí thực : là mọi chất khí có trong tự nhiên, khí thực tạo nên từ các phân tử và
nguyên tử, chúng có kích thớc và giữa chúng có lực tác dụng tơng hổ.
- Khí lý tởng : là khí không có kích thớc và giữa chúng không có lực tác dụng tơng hổ,
nh : không khí, hyđrô, ôxy...ở điều kiện áp suất thấp và nhiệt độ thờng.
II. Sự CHUYểN PHA CủA CáC ĐƠN CHấT
1. Khái niệm
Khí thực có sự chuyển pha khi ở những điều kiện nhất định khí thực có thể ở một
trong ba pha : pha khí, pha lỏng, pha rắn hoặc cùng tồn tại hai hay ba pha với nhau.
- Khí lý tởng khi bị nén không có sự chuyển pha, nghĩa là khí lý tởng không có pha
lỏng hay pha rắn và trong tự nhiên không có khí lý tởng.

15
a) b)
Hình 2-1. Đồ thị pha p -t
a) Đồ thị pha của CO
2
, b) Đồ thị pha của H
2
O
2. Sự chuyển pha của các đơn chất
a) Đồ thị pha (hình 2 -1)
Khí thực trong những điều kiện cụ thể có khả năng tồn tại ở ba trạng thái :rắn,
lỏng, hơi. Ba trạng thái đó của vật chất gọi là các pha.
Để biểu thị các pha rắn, lỏng và hơi của một chất ta dùng đồ thị p t (hình 2-1) để
biểu thị các pha của CO
2
và H
2
O.


- Đờng OB biểu thị quá trình chuyển từ pha rắn sang pha hơi (gọi là sự thăng hoa) và
ngợc lại gọi là sự ngng kết.
- Đờng OA biểu thị quá trình chuyển từ pha rắn sang pha lỏng (sự nóng chảy) và ng-
ợc lại sự ngng tụ.
- Đờng OK biểu thị qúa trình chuyển từ pha lỏng sang pha hơi ( sự hoá hơi) Và ngợc
lại sự ngng tụ.
- Điểm O gọi là điểm 3 pha, vật chất có thể tồn tại ở cả 3 pha : rắn, lỏng, hơi.
- Điểm K gọi là điểm tới hạn (điểm giới hạn từ pha này chuyển sang pha khác).
Khi chuyển từ pha này sang pha khác, cần một lợng nhiệt nhất định gọi chung là
nhiệt chuyển pha.
b) Sự chuyển pha
Sự thăng hoa ng ng kết
Tăng hoa là quá trình chuyển từ pha rắn sang pha hơi và ngợc lại quá trình chuyển
từ pha hơi sang pha rắn gọi là sự ngng kết. Từ đồ thị pha p t ta thấy quá trình thăng
hoa và ngng kết chỉ có thể xảy ra với áp suất và nhiệt dộ nhỏ hơn điểm 3 pha (O).
- Khi thăng hao môi chất nhận nhiệt, ngợc lại khi ngng kết môi chất nhả nhiệt.
Sự nóng chảy - đông đặc
Nóng chảy là quá trình chuyển từ pha rắn sang pha lỏng, ngợc lại quá trình
chuyển từ pha rắn sang pha lỏng gọi là sự đông đặc. Để nóng chảy môi chất cần
nhận nhiệt, và để đông đặc môi chất cần nhả nhiệt. Từ đồ thị pha p t ta thấy nóng
chảy - đông đặc chỉ xảy ra ở áp suất lớn hơn áp suất của điểm 3 pha.
Sự hoá hơi ng ng tụ
Hoá hơi là quá trình chuyển từ pha lỏng sang pha hơi, ngợc lại quá trìmh chuyển từ
pha hơi sang pha lỏng gọi là ngng tụ. Khi hoá hơi môi chất nhận nhiệt, ngợc lại khi khi
ngng tụ môi chất nhả nhiệt. Nhiệt chuyển pha gọi là nhiệt hoá hơi, từ đồ thị pha
p t ta thấy hoá hơi ng ng tụ chỉ xảy ra ở áp suất lớn hơn áp suất điểm 3 pha và
nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ nóng chảy (cùng áp suất). Với mọi chất, khi áp suất tăng,
nhiệt độ hoá hơi ng ng tụ tăng.
- Hoá hơi có thể thực hiện bằng cách bay hơi hoặc sôi. Bay hơi là sự hoá hơi chỉ xảy
ra trên bề mặt thoáng của chất lỏng ở nhiệt độ, áp suất nào đó.

- Sôi là quá trình hoá hơi không chỉ xảy ra trên bề mặt thoáng của chất lỏng mà còn
xảy ra trong thể tích của chất lỏng tại các bọt hơi. Sôi chỉ xảy ra ở nhiệt độ xác định
16

a) b)
Hình 2-2. Dẫn nhiệt qua vách phẳng
a) Loại một lớp, b) Loại nhiều lớp
(ứng với áp suất đã cho), gọi là nhiệt độ bảo hoà hay nhiệt độ sôi. Khi áp suất tăng ,
nhiệt độ sôi cũng tăng.
- Hơi của các chất lỏng đợc sử dụng nhiều trong kỹ thuật. Ví dụ nh hơi nớc, hơi của
xăng, điêzen xaỷ ra trong thể tích xi lanh của các động cơ... Hơi của các môi chất
lạnh (nh NH
3
...) đợc sử dụng trong các máy lạnh...

III.truyền nhiệt
1. Truyền nhiệt
a) Khái niệm
Truyền nhiệt hay gọi là trao đổi nhiệt, để nghiên cứu các dạng và các quy luật trao
đổi nhiệt giữa các vật thể có nhiệt độ khác nhau.
b) Phân loại truyền nhiệt
Sự trao đổi nhiệt giữa các vật là một quá trình phức tạp. Vì vậy quá trình truyền nhiệt
đơc phân thành các dạng trao đổi nhiệt cơ bản sau :
- Trao đổi nhiệt bằng dẫn nhiệt
- Trao đổi nhiệt bằng đối lu
- Trao đổi nhiệt bằng bức xạ.
2. Dẫn nhiệt
a) Khái niệm
Dẫn nhiệt là quá trình trao đổi nhiệt giữa các phần của vật hay giữa các vật có
nhiệt độ khác nhau khi chúng tiếp xúc với nhau.

- Ví dụ : cầm một thanh sắt một đầu đợc đốt nóng, sau một thời gian đầu thanh sắt
ta cầm cũng thấy nóng hay áp tay lên một vật nóng, tay ta cũng đợc nóng lên, đó là
quá trình dẫn nhiệt.
- Điều kiện để có sự truyền nhiệt : thì các vật phải có độ chênh lệch nhiệt độ và phải
tiếp xúc với nhau.
b) Phân loại dẫn nhiệt
Dn nhit qua vách phng
Vách phng là vách có chiu dài, chiu rng ln hn chiu dày rt nhiu, trong ó
có mt mt vách c t nóng và mt kia c làm ngui (nh mt tm thép hay
mt bc tng...)
- Dn nhit qua vách phng mt lp (hình 2 -2a)
Gi s có vách phng dày , làm bng vt liu ng cht và có h s dn nhit ,
nhit ca các b mt vách tng ng là t
w1
và t
w2
bit trc và không i (gi thit
t
w1
> t
w2
)
Nh vy, trong trng hp này nhit ch thay i theo hng x và t = f (x),
các mt mg nhit s là các mt song song vuông góc vi trc x.

17

a) b)
Hình 2-3. Dẫn nhiệt qua vách trụ
a) Loại một lớp, b) Loại nhiều lớp

- Dn nhit qua vách phng nhiều lp (hình 2 -2b)
Vách phẳng nhiều lớp là vách phẳng gồm nhiều lớp ghép chặt với nhau (nh tờng
nhà gồm 3 lớp ; lớp vữa, lớp gạch và lớp vữa...)
Gi s có vách phng 3 lớp dày
1
,
2
,
3
, làm bng vt liu ng cht và có h s
dn nhit tơng ứng
1
,
2
,
3
, nhit ca các b mt bên ngoài tng ng t
w1
, t
w4
không i, nhiệt độ bề mặt tiếp xúc ép chặt nhau là t
w2
và t
w3
Qua sơ đồ dẫn nhiệt ta thấy quá trình dẫn nhiệt là ổn định và một chiều, nên mật
độ dòng nhiệt qua các lớp là bằng nhau.
Nh vậy, đờng biểu diễn sự thay đổi nhiệt độ qua vách phẳng một lớp là một đờng
thẳng và qua nhiều lớp sẽ là một đờng gãy khúc.
Dn nhit qua vách trụ
Vách trụ là vách có bề mặt cong bán kính r

1
và r
2
và chiu dài ln hn chiu dày
rt nhiu, có hệ số dẫn nhiệt = const (không đổi)(nh mt ống thép hay mt xi lanh
động cơ...)
- Dn nhit qua vách trụ mt lp (hình 2 -3a)
Gi s có vách trụ dày , làm bng vt liu ng cht và có nhit ca các b mt
vách không đổi là t
w1
và t
w2
(gi thit t
w1
> t
w2
)
Nh vy, trong trng hp này sự thay i nhit theo phơng bán kính t = f (r),
theo quy luật của đờng cong hàm lôgarit.
- Dn nhit qua vách trụ nhiều lp
Vách trụ nhiều lớp là vách trụ gồm nhiều lớp ghép chặt với nhau (nh thân máy, xii
lanh hoặc ổ trục và bạc lót trong động cơ...)
Gi s có vách trụ 3 lớp có bán kính r
1
, r
2
, r
3
, làm bng vt liu ng cht và có
h s dn nhit tơng ứng

1
,
2
,
3
, nhit ca các b mt bên ngoài tng ng t
w1
,
t
w4
không i, nhiệt độ bề mặt tiếp xúc ép chặt nhau là t
w2
và t
w3

Qua sơ đồ dẫn nhiệt ta thấy quá trình dẫn nhiệt là ổn định và một chiều, nên mật
độ dòng nhiệt qua các lớp là bằng nhau.
Nh vậy, đờng biểu diễn sự thay đổi nhiệt độ qua vách trụ một lớp là một đờng
cong logarit và qua nhiều lớp sẽ là đờng cong lôgarit liên tiếp có nhiệt độ giảm dần ra
phía ngoài.
18
3. Trao đổi nhiệt đối lu
a) Khái niệm
Trao đổi nhiệt đối lu là qúa trình trao đổi nhiệt nhờ sự chuyển động của chất lỏng
hoặc chất khí giữa những vùng có nhiệt độ khác nhau.
- Đặc điểm trao đổi nhiệt đối lu : luôn có kèm hiện tợng dẫn nhiệt bên trong chất lỏng
hay chất khí, vì trong khối chất lỏng hay chất khí không có có các phần tử có nhiệt độ
khác nhau tiếp xúc với nhau.
b) Phân loại trao đổi nhiệt đối lu
Trao đổi nhiệt đối lu tự nhiên

Trao đổi nhiệt đối lu tự nhiên là quá trình trao đổi nhiệt đợc thực hiện khi chất lỏng
hay chất khí chuyển động tự nhiên. Nguyên nhân gây ra chuyển động tự nhiên là do
độ chênh lệch mật độ chất lỏng hay chất khí giữa những vùng có nhiệt độ khác nhau.
Chuyển động tự nhiên phụ thuộc vào bản chất các chất và độ chênh lệch nhiệt độ,
nhiệt độ chênh lệch càng lớn thì độ chênh mật độ càng lớn và chuyển động tự nhiên
càng mãnh liệt.
- Ví dụ : Hiện tợng làm mát bằng nớc hoặc bằng không khí, nhờ có sự chênh lệch
mật độ giữa những vùng có nhiệt độ khác nhau gây ra sự chuyển động của các phần
tử các chất lỏng sát bề mặt vật rắn đợc đốt nóng hình thành các bọt hơi, lớn dần và
giản nở, nhẹ hơn tách khỏi bề mặt vật rắn, chuyển động lên bề mặt thoáng và vỡ ra
tạo ra hơi (nớc nóng nhẹ nổi lên trên, nớc nguội nặng hơn chìm xuống dới...)
Trao đổi nhiệt đối lu cỡng bức (hình. 2 -4)
Trao đổi nhiệt đối lu cỡng bức là quá trình trao đổi nhiệt đợc thực hiện nhờ chuyển
động cỡng bức của chất lỏng hay chất khí.
- Ví dụ : Hiện tợng làm mát bằng nớc hoặc bằng không khí trên ôtô, nhờ có bơm nớc
hoặc quạt gió, tạo ra áp lực và gây ra sự chuyển động của các phần tử của nứơc hoặc
không khí từ vùng có nhiệt độ cao tới vùng có nhiệt độ thấp...
19
20
21
22
23