- định luật nhiệt động I. - phát biểu định luật nhiệt động I. - Định luật nhiệt động I là định luật bảo toàn và biến hoá năng l−ợng viết cho các quá trình nhiệt động. - Theo định luật bảo toàn và biến hoá năng l−ợng thì năng l−ợng toàn phần của một vật hay một hệ ở cuối quá trình luôn luôn bằng tổng đại số năng l−ợng toàn phần ở đầu quá trình và toàn bộ năng l−ợng nhận vào hay nhả. - ra trong quá trình đó.. - trong các quá trình nhiệt động, khi không xẩy ra các phản ứng hoá học và phản ứng hạt nhân, nghĩa là năng l−ợng hoá học và năng l−ợng hạt nhân không thay đổi, khi đó năng l−ợng toàn phần của vật chất thay đổi chính là do thay đổi nội năng U, trao đổi nhiệt và công với môi tr−ờng.. - ý nghĩa của định luật nhiệt động: Định luật nhiệt động I cho phép ta viết ph−ơng trình cân bằng năng l−ợng cho một quá trình nhiệt động.. - các quá trình nhiệt động cơ bản Của khí lý t−ởng. - sẽ xẩy ra sự thay đổi trạng thái và sẽ có ít nhất một thông số trạng thái thay đổi, khi đó ta nói hệ thực hiện một quá trình nhiệt động.. - Trong thực tế xẩy ra rất nhiều quá trình nhiệt động khác nhau. - Tổng quát nhất là quá trình đa biến, còn các quá trình đẳng áp, đẳng tích, đẳng nhiệt và đoạn nhiệt là các tr−ờng hợp đặc biệt của quá trình đa biến, đ−ợc gọi là các quá trình nhiệt động có một thông số bất biến. - Sau đây ta khảo sát các quá trình nhiệt động của khí lý t−ởng.. - Cơ sở lí thuyết để khảo sát một quá trình nhiệt động. - Khảo sát một quá trình nhiệt động là nghiên cứu những đặc tính của quá. - Để khảo sát một quá trình nhiệt động của khí lý t−ởng ta dựa trên những qui luật cơ bản sau đây:. - Đặc điểm quá trình. - Ph−ơng trình định luật nhiệt động I,. - Từ đặc điểm quá trình , ta xác lập đ−ợc ph−ơng trình của quá trình. - trình, còn ph−ơng trình định luật nhiệt động I cho phép ta tính toán công và nhiệt l−ợng trao đổi giữa khí lý t−ởng với môi tr−ờng và độ biến thiên ∆u, ∆i và ∆s trong quá trình.. - Định nghĩa quá trình và lập ph−ơng trình biểu diễn quá trình f(p,v. - Dựa vào ph−ơng trình trạng thái pv = RT và ph−ơng trình của quá trình. - để xác định quan hệ giữa các thông số trạng thái cơ bảnở trạng thái đầu và cuối quá trình.. - Tính công thay đổi thể tích l, nhiệt l−ợng q trao đổi trong quá trình và hệ số biến hoá năng l−ợng:. - Biểu diến quá trình trên đồ thị p-v , T-s và nhận xét.. - các quá trình có một thông số bất biến. - Quá trình đẳng tích. - Quá trình đẳng tích là quá trình nhiệt động đ−ợc tiến hành trong điều kiện thể tích không đổi.. - Công thức (3-4) chứng tỏ trong quá trình đẳng tích, áp suất thay đổi tỉ lệ thuận với nhiệt độ hoặc có thể viết:. - Công thay đổi thể tich:. - Vì quá trình đẳng tích có v = const, nghĩa là dv = 0, do đó công thay đổi thể tích của quá trình:. - Độ biến thiên entrôpi của quá trình đ−ợc xác định bằng biểu thức:. - Hệ số biến đổi năng l−ợng của quá trình:. - Nh− vậy trong quá trình đẳng tích, nhiệt l−ợng tham gia vào quá trình chỉ. - Quá trình đẳng tích đ−ợc biểu thị bằng đoạn thẳng đứng 1-2 trên đồ thị p-v (hình 3.1a) và đ−ờng cong lôgarit trên đồ thị T-s (hình 3.1b). - Diện tích 12p 2 p 1 trên đồ thị p-v biểu diễn công kỹ thuật, còn diện tích 12s 2 s 1 trên đồ thị T-s biểu diễn nhiệt l−ợng trao đổi trong quá trình đẳng tich.. - Quá trình đẳng áp. - Quá trình đẳng áp là quá trình nhiệt động đ−ợc tiến hành trong điều kiện áp suất không đổi.. - nghĩa là trong quá trình đẳng áp, thể tích thay đổi tỉ lệ thuận với nhiệt độ hoặc:. - Công thay đổi thể tich của quá trình:. - Vì quá trình đẳng áp có p = const, nên công thay đổi thể tích:. - Công kỹ thuật của quá trình:. - Quá trình đẳng áp đ−ợc biểu thị bằng đoạn thẳng nằm ngang 1-2 trên đồ thị p-v (hình 3.2a) và đ−ờng cong lôgarit 1-2 trên đồ thị T-s (hình 3.2b). - Diện tích 12v 2 v 1 trên đồ thị p-v biểu diễn công thay đổi thể tích, còn diện tích 12s 2 s 1 trên đồ thị T-s biểu diễn nhiệt l−ợng trao đổi trong quá trình đẳng áp.. - Quá trình đẳng nhiệt. - Quá trình đẳng nhiệt là quá trình nhiệt động đ−ợc tiến hành trong điều kiện nhiệt độ không đổi.. - nghĩa là trong quá trình đẳng nhiệt, thể tích thay đổi tỉ lệ nghịch với áp suất, suy. - Vì quá trình đẳng nhiệt có T = const, nên công thay đổi thể tích:. - v = l , (2-26) Trong quá trình đẳng nhiệt công thay đổi thể tích bằng công kỹ thuật.. - L−ợng nhiệt tham gia vào quá trình đ−ợc xác định theo định luật nhiệt động I là: dq = du + dl = di + dl kt , mà trong quá trình đẳng nhiệt dT = 0 nên du = 0 và di = 0, do đó có thể viết:. - Biến thiên entropi của quá trình:. - lấy tích phân (3-31) ta đ−ợc độ biến thiên entropi trong quá trình đẳng nhiệt:. - Biểu diễn quá trình trên đồ thị:. - Quá trình đẳng nhiệt đ−ợc biểu thị bằng đ−ờng cong hypecbôn cân 1-2 trên đồ thị p-v (hình 3.3a) và đ−ờng thẳng năm ngang 1-2 trên đồ thị T-s (hình 3.3b). - 12v 2 v 1 biểu diễn công thay đổi thể tích. - Trên đồ thị T-s diện tích 12s 2 s 1 biểu diễn nhiệt l−ợng trao đổi trong quá trình đẳng nhiệt.. - Quá trình đoạn nhiệt. - Quá trình đoạn nhiệt là quá trình nhiệt động đ−ợc tiến hành trong điều kiện không trao đổi nhiệt với môi tr−ờng.. - Ph−ơng trình của quá trình:. - Từ các dạng của ph−ơng trình định luật nhiệt động I ta có:. - Biểu thức (3-39) là ph−ơng trình của quá trình đoạn nhiệt, k là số mũ đoạn nhiệt.. - Có thể tính công thay đổi thể tích theo định luật nhiệt động I:. - l = ∆u = C v (T 1 - T hoặc cũng có thể tính công thay đổi thể tích theo định nghĩa: dl = pdv,. - p = p , thay giá trị của p vào biểu thức (3-44) ta đ−ợc công thay đổi thể tich:. - Lấy tích phân (3-45) và l−u ý rằng: p 1 v 1 k = p 2 v k 2 , ta xác định đ−ợc công thay đổi thể tích của quá trình đoạn nhiệt theo các dạng khác nhau là:. - Từ đó suy ra quan hệ giữa công thay đổi thể tích và công kỹ thuât trong quá. - Độ biến thiên entrôpi của quá trình đoạn nhiệt:. - ds = dq = hay s 1 = s nghĩa là trong quá trình đoạn nhiệt entropi không thay đổi.. - Quá trình đoạn nhiệt đ−ợc biểu thị bằng đ−ờng cong hypecbôn 1-2 trên đồ thị p-v (hình 3.4a) và đ−ờng thẳng đứng 1-2 trên đồ thị T-s (hình 3.4b). - Trên đồ thị p-v, diện tích 12p 2 p 1 biểu diễn công kỹ thuật, còn diện tích 12v 2 v 1 biểu diễn công thay đổi thể tích, đ−ờng biểu diễn quá trình đoạn nhiệt dốc hơn đ−ờng đẳng nhiệt vì l kt = kl mà k >. - Quá trình đa biến. - Quá trình đa biến là quá trình nhiệt động xẩy ra trong điều kiện nhiệt dung riêng của quá trình không đổi.. - Trong quá trình đa biến, mọi thông số trạng thái đều có thể thay đổi và hệ có thể trao đổi nhiệt và công với môi tr−ờng.. - Để xây dựng ph−ơng trình của quá trình đa biến ta sử dụng các dạng công thức của định luật nhiệt động I và chú ý rằng nhiệt l−ợng trao đổi trong quá trình. - Tiếp tục biến đổi ta đ−ợc ph−ơng trình của quá trình đa biến:. - So sánh biểu thức (3-39) với (3-55) ta thấy: ph−ơng trình của quá trình đa biến giống hệt nh− dạng ph−ơng trình của quá trình đoạn nhiệt. - Từ đó bằng các biến đổi t−ơng tự nh− khi khảo sat quá trình đoạn nhiệt và chú y thay số mũ đoạn nhiệt k bằng số mũ đa biến n, ta đ−ợc các biểu thức của quá trình đa biến nh− sau:.. - Có thể tính công thay đổi thể tích theo định luật nhiệt động I, hoặc cũng có thể tính theo định nghĩa dl = pdv, t−ơng tụ nh− ở quá trình đoạn nhiệt:. - ta suy ra quan hệ giữa công kỹ thuật và công thay đổi thể tích trong quá trình đa biến là:. - L−ợng nhiệt trao đổi với môi tr−ờng của quá trình đ−ợc xác định theo nhiệt dung riêng đa biến:. - q = C n (T 2 - T Từ (3-53) ta có:. - Thay vào (3-55) ta đ−ợc nhiệt l−ợng trao đổi trong quá trình đa biến bằng:. - Tính tổng quát của quá trình:. - Quá trình đa biến là quá trình tổng quát với số mũ đa biến n. - các quá trình nhiệt động cơ bản còn lại chỉ là các tr−ờng hợp riêng của nó. - Khi n = 0, ph−ơng trình của quá trình là pv 0 = const, hay p = const với nhiệt dung riêng C n = C p , quá trình là đẳng áp.. - Khi n = 1, ph−ơng trình của quá trình là pv 1 = const, hay T = const với nhiệt dung riêng C T. - quá trình là đẳng nhiệt.. - Khi n = k, ph−ơng trình của quá trình là pv k = const, hay q = 0 với nhiệt dung riêng C n = 0, quá trình là đoạn nhiệt.. - ph−ơng trình của quá trình là pv. - const, hay v = const với nhiệt dung riêng C n = C v , quá trình là đẳng tích.. - Nh− vậy các quá trình đoạn nhiệt (C = 0), đẳng nhiệt (C. - đẳng áp (C = C p ) là các tr−ờng hợp riêng của quá trình đa biến.. - Quá trình đa biến 1-2 bất kỳ với n. - Số mũ đa biến thay đổi từ. - Trên đồ thị p-v, đ−ờng cong biểu diễn quá trình đa biến dốc hơn đ−ờng cong của quá trình, vì quá trình đẳng nhiệt có n = 1, còn quá trình đoạn nhiệt có n. - Dựa vào đồ thị p-v và T-s của quá trình đa biến ta có thể xét dấu của biến thiên nội năng, công thay đổi thể tích và nhiệt l−ợng trao đổi trong các quá trình:. - 0 khi quá trình xẩy ra nằm phía trên đ−ờng đẳng nhiệt và ng−ợc lại.. - 0 khi quá trình xẩy ra nằm phía bên phải đ−ờng đẳng tích và ng−ợc lại.. - Khi entropi tăng, nhiệt l−ợng trao đổi của quá trình sẽ mang dấu d−ơng và ng−ợc lại. - 0 khi quá trình xẩy ra nằm phía trên đ−ờng đoạn nhiệt và ng−ợc lại.
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt