- Làm quen với các dạng năng lượng và sự biến đổi năng lượng của hệ.. - Nghiên cứu sự biến đổi pha của chất tinh khiết (phase-change).. - Nghiên cứu các đồ thị P-v, T-v, P-T, và P-v-T của chất tinh khiết.. - Nghiên cứu các bảng để tra cứu thông số của các chất tinh khiết.. - Làm quen với các chất được giả định là KHÍ LÝ TƯỞNG (ideal gas) và phương trình trạng thái của khí lý tưởng và áp dụng giải quyết các bài toán.. - Làm quen với phương trình trạng thái của một số khí thực.. - Thuộc tính (property). - Thuộc tính của một hệ thống là các đặc tính vĩ mô của nó.. - Một số thuộc tính phổ biến là: áp suất (pressure-P), nhiệt độ (temperature- T), thể tích (volume-V) và khối lượng (G) hoặc (mass-m).. - Các thuộc tính mô tả trạng thái của một hệ thống chỉ khi hệ thống ở trạng thái ổn định (cân bằng-equilibrium state).. - Mật độ hay khối lượng riêng (density-ρ) là thuộc tính độc lập với áp suất và nhiệt độ. - Thuộc tính mở rộng (extensive properties). - Thuộc tính là các thông số không phụ thuộc vào quy mô của hệ thống, ví dụ: nhiệt độ, áp suất, khối lượng riêng.. - Thuộc tính mở rộng là các thông số đặc trựng cho quy mô của hệ thống, thường được ký hiệu bằng chữ in hoa ví dụ: thể tích (V), năng lượng toàn phần (E).. - Ví dụ: Không khí, nước ở trạng thái lỏng.. - Các trạng thái lỏng (liquid), rắn (solid), hơi (vapor) của nước gọi là pha (phase).. - Các quá trình nhiệt động, môi chất có thể chỉ tồn tại ở một pha đồng nhất:. - Tiên đề trạng thái (State Postulate). - Cần bao nhiêu thông số để xác định một trạng thái phụ thuộc vào mức độ phức tạp của hệ thống.. - Theo Tiên đề trạng thái, cần hai thông số độc lập để xác định một trạng thái.. - Hai thông số được coi là độc lập khi một thông số có thay đổi mà thông số còn lại giữ không đổi. - Ví dụ: nhiệt độ và thể tích riêng.. - Nhiệt độ và áp suất có thể không phải là thông số độc lập khi môi chất có biến đổi pha. - Môi chất đơn nhất, không biến đổi pha: cần 2 thông số;. - Môi chất có biến đổi pha: cần 1 thông số.. - Các dạng năng lượng (Forms of Energy). - năng lượng toàn phần (E) của hệ bao gồm: Động năng (kinetic-KE), thế năng (potential-PE) và nội năng (internal-U). - Enthalpy – Một thông số trạng thái kết hợp. - Là đơn vị năng lượng:. - Viết cho hệ gồm 1kg môi chất:. - Sự chuyển pha, đồ thị pha, tính chất của chất tinh khiết. - Ví dụ. - Vật chất có thể biến đổi giữa các pha (rắn, lỏng, khí).. - Biến đổi pha Nước-Hơi. - Điều gì xảy ra khi cấp nhiệt cho môi chất ở thể lỏng (nước) với áp suất không đổi?. - Quá trình hóa hơi (chuyển pha) trên đồ thị T-v. - A liquid that is about to vaporize is called Saturated Liquid.. - A substance between saturated liquid (state 2) and saturated vapor (state 4) is called saturated liquid-vapor mixture. - Nhiệt độ và áp suất bão hòa (Saturation Temperature and Pressure). - Điểm tới hạn: Trạng thái lỏng bão hòa (saturated liquid) và hơi bão hòa (saturated vapor) không phân biệt.. - Các trạng thái lỏng bão hòa tạo thành đường saturated liquid line.. - Các trạng thái hơi bão hòa nối với nhau tạo thành đường saturated vapor line.. - Đồ thị pha được chia 3 vùng:. - Vùng hỗn hợp lỏng-hơi bão hòa;. - Độ khô – Trạng thái của môi chất trên đồ thị pha. - Vùng nằm giữa đường lỏng bão hòa và đường hơi bão hòa luôn tồn tại một phần môi chất ở trạng thái lỏng bão hòa và một phần hơi bão hòa.. - Tỷ lệ giữa phần hơi trên tổng lượng môi chất được gọi là ĐỘ KHÔ (x=0÷1):. - Đường saturated liquid có x=0 (còn gọi là đường giới hạn dưới);. - Phân biệt các vùng trạng thái:. - Lỏng bão hòa;. - Hơi bão hòa ẩm (hỗn hợp);. - Hơi bão hòa khô;. - Biến đổi pha trên P-v diagram. - Đồ thị P – v với vật chất co lại khi đông đặc. - Một số môi chất, khi thực hiện các quá trình nhiệt động trong các thiết bị, xảy ra biến đổi pha, chủ yếu giữa hai pha LIQUID và VAPOR. - môi chất lạnh (REFRIGERANT) trong các hệ thống làm lạnh, điều hòa không khí. - Quá trình đặc trưng cho việc biến đổi pha là BAY HƠI và NGƯNG TỤ.. - BAY HƠI, NGƯNG TỤ thường xảy ra ở áp suất nhất định và là quá trình vừa đẳng áp vừa đẳng nhiệt.. - Việc nghiên cứu các môi chất biến đổi pha có thể sử dụng các đồ thị như ở trên.. - Người ta cũng lập ra các bảng tra cứu các thông số của môi chất ở các trạng thái đặc trưng như phần sau đây.. - Quan hệ giữa các thông số của môi chất có biến đổi pha khá phức tạp nên không thuận lợi khi sử dụng các công thức. - Trong vùng đơn pha (vùng lỏng, vùng hơi quá nhiệt), cần 2 thông số bất kỳ để xác định trạng thái.. - Trong vùng hỗn hợp, P và T phụ thuộc lẫn nhau, nên cần 2 thông số độc lập bất kỳ để xác định trạng thái.. - Bảng nước và hơi nước bão hòa- Saturated Liquid and Saturated Vapor States Table A-4. - Saturated liquid-vapor mixture nằm dưới đường giới hạn trên các đồ thị P-v (or T- v).. - Tra cứu thông số từ các bảng:. - Water Tables A-4 and A-5 (theo T và theo P – vì trong vùng bão hòa 2 thông số này phụ thuộc nhau). - Saturated Liquid and Saturated Vapor States Table A-5. - Bảng Table A-5: Nước và hơi nước bão hòa theo áp suất.. - Enthalpy của quá trình bay hơi – Nhiệt ẩn (latent heat): là lượng nhiệt cần cung cấp để làm một đơn vị chất ở trạng thái lỏng bão hòa biến hết thành hơi ở áp suất nào đó.. - Saturated Liquid and Saturated Vapor. - Một két chứa 50 kg of nước bão hòa ở 90 o C. - Hãy xác định áp suất của nước trong két và thể tích của két. - Một két chứa 2m 3 hơi bão hòa ở áp suất 2bar. - Hãy xác định nhiệt độ của hơi và khối lượng hơi trong két. - 200 g nước ở trạng thái bão hòa được cấp nhiệt để hóa hơi hoàn toàn ở áp suất không đổi là 100kPa. - Hãy xác định sự thay đổi thể tích của hệ thống và lượng nhiệt cần thiết cung cấp.. - Trạng thái của môi chất vùng hỗn hợp. - Quan hệ giữa các thông số trạng thái như thể tích riêng (v), nội năng (u), enthalpy (h) theo quan hệ sau:. - y là một trong các thông số v, u, h;. - y l , y h là các thông số của phần lỏng và phần hơi.. - Hỗn hợp lỏng-hơi bão hòa (vùng đang sôi). - Trong vùng bão hòa, thông số của hỗn hợp được xác định như sau:. - Saturated Liquid-vapor mixture (continued). - (a) xác định áp suất trong bình;. - (b) xác định thể tích bình.. - Trong vùng phía bên phải đồ thị pha, môi chất là hơi quá nhiệt (single phase).. - Vùng phía bên phải môi chất tổn tại ở thể lỏng.. - Trong vùng lỏng, thể tích riêng của môi chất coi như không đổi ở các áp suất khác nhau (chất lỏng không chịu nén – incompressible substance).. - Determine the internal energy of compressed liquid water at 80 o C and 5 MPa using (a) data from the compressed liquid table and (b) saturated liquid data. - Trạng thái tham khảo – Thông số tham khảo Reference State and Reference Values. - Các đại lượng u, h, s không đo được mà phải tính toán tự các thông số đo được theo các quan hệ nhiệt động học. - Khi đó, hầu như chỉ xác định được sự thay đổi của các thống số trên.. - Để thuận lợi, người ta quy ước lấy trạng thái nước bão hòa (nước sôi) ở nhiệt độ 0.01 o C làm trạng thái tham khảo. - Ở trạng thái này, nội năng (u) và entropy của nước có giá trị bằng 0.. - Với refrigerant 134a, trạng thái lỏng bão hòa ở -40 o C là trạng thái tham khảo.. - Khi nghiên cứu, chúng ta chỉ quan tâm đến sự thay đổi của các thông số. - Vì vậy, việc chọn trạng thái tham khảo (mốc) không ảnh hưởng đến kết quả nghiên cứu.. - Hiểu được sự thay đổi pha của chất thuần khiết (nước) và bản chất của môi chất (nước lỏng, lỏng bão hòa, hơi ẩm, hơi bão hòa khô, hơi quá nhiệt) trên đồ thị pha;. - Biết cách tra các đồ thị của nước, hơi nước (tương tự đối với các môi chất có biến đổi pha khác (môi chất lạnh như R22, R134a,
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt