- Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 2. - NGUYÊN LÍ THỨ NHẤT CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 3. - CHƢƠNG I: LƢỢC SỬ PHÁT TRIỂN NGÀNH NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC. - CHƢƠNG II: NGUYÊN LÍ THỨ NHẤT CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC. - 2.2.3 Đơn vị của nhiệt lƣợng. - 2.3 Nguyên lí thứ nhất của nhiệt động lực học. - 2.3.1 Cơ sở của nguyên lí thứ nhất nhiệt động lực học. - 2.3.2 Nguyên lí thứ nhất của nhiệt động lực học. - 2.3.3 Biểu thức giải tích của nguyên lí thứ nhất nhiệt động lực học. - CHƢƠNG III: ỨNG DỤNG CỦA NGUYÊN LÍ THỨ NHẤT NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC ...30. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 4. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 5. - Sự phát triển của nhiệt động lực học là một vấn đề hấp dẫn trong lịch sử khoa học. - Nhiệt động lực học nghiên cứu về nhiệt trong lĩnh vực Vật lý học.. - Khái niệm trung tâm của nhiệt động lực học là nhiệt độ. - Đƣợc thành lập do sự tổng quát hoá những kinh nghiệm, các định luật nói trên còn đƣợc gọi là các nguyên lí nhiệt động lực học. - Nhiệt động lực học đƣợc xây dựng dựa trên ba nguyên lí cơ bản đƣợc trình bày theo giản đồ sau:. - Nguyên lí thứ 0. - Nguyên lí thứ I. - Nguyên lí thứ II. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 6 Trong đó nguyên lí thứ nhất có một vai trò quan trọng. - Nguyên lí thứ nhất của nhiệt động lực học chính là nguyên lí bảo toàn và biến hoá năng lƣợng áp dụng trong các quá trình có liên quan đến sự biến đổi nội năng sang cơ năng và nhiệt năng hoặc sang các dạng năng lƣợng khác và ngƣợc lại.. - Với mong muốn mang đến cho đọc giả cái nhìn tổng quan nhất về nguyên lí thứ nhất của nhiệt động lực học cũng nhƣ những ứng dụng của nó, nhóm chúng tôi trình bày bài tiểu luận này với 3 chƣơng có nội dung nhƣ sau:. - Chƣơng 1: Lƣợc sử phát triển ngành nhiệt động lực học Chƣơng 2: Nguyên lí thứ nhất của nhiệt động lực học. - Chƣơng 3: Ứng dụng của nguyên lí thứ nhất nhiệt động lực học. - Hi vọng rằng với bài tiểu luận này chúng tôi sẽ giúp đọc giả có đƣợc những thông tin tổng quan nhất về lí thuyết cũng nhƣ ứng dụng của nguyên lí thứ nhất nhiệt động lực học, giúp đọc giả có thể tổng hợp đƣợc những kiến thức liên quan đến nguyên lí thứ nhất của nhiệt động lực học và đồng thời có hiểu biết sơ bộ về lịch sử phát triển của ngành nhiệt động lực học.. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 7. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 8 Những nghiên cứu tiếp theo liên quan đến quá trình truyền nhiệt giữa các vật thể. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 9 Nicolas Léonard Sadi Carnot. - Chúng ta đã biết rằng sự ra đời của nguyên lí thứ nhất của nhiệt động học là do một công lao to lớn của Mayer.. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 10 Émile Clapeyron. - Nguyên lí thứ hai của nhiệt động học đã đƣợc giới thiệu một cách gián tiếp trong những kết quả của Sadi Carnot và đƣợc công thức hoá một cách chính xác bởi nhà vật lý ngƣời Đức Rudolf Clausius (1822-1888. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 11 Những nghiên cứu trên đây đã cho phép nhà phát minh ngƣời Tô Cách Lan James Watt hoàn thiện máy hơi nƣớc và tạo ra cuộc cách mạng công nghiệp ở thế kỉ thứ 19.. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 12. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 13. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 14 Và đối với một kmol chất khí này thì năng lƣợng chuyển động nhiệt là. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 15 Và đối với một kmol chất khí này thì năng lƣợng chuyển động nhiệt là. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 16 2.1.4 Nội năng của khí lí tưởng. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 17 2.2 NHIỆT LƢỢNG VÀ CÔNG CƠ HỌC. - Hệ nhiệt động: là khoảng không gian chứa đầy vật chất. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 18 Nói tóm lại, Q có thể nhận các giá trị sau:. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 19 2.2.3 Đơn vị của nhiệt lượng. - Xét hệ nhiệt động chứa 1 mol khí lí tƣởng trong 1 xilanh có pittông chuyển động với tiết diện cắt ngang của pittông là S. - Các trạng thái của hệ trong xilanh đƣợc xác định bằng các thông số nhiệt động (p,V,T).. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 20 Ở đây S.x = V, đó là sự thay đổi thể tích dƣới tác dụng của lực F.. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 21 Một hệ có thể chuyển từ một trạng thái ban đầu cho trƣớc bằng vô số quá trình. - Hệ đi từ trạng thái đầu i đến trạng thái cuối f bằng một quá trình nhiệt động lực học. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 22 Trong quá trình toàn phần iaf, công thực hiện là dƣơng và thực hiện chỉ trong bƣớc ia. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 23. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 24 - Sau đó, nội năng của khí tăng lên sẽ biến đổi 1 phần thành cơ năng cho pittông ( khí trong xylanh đẩy pittông) và 1 phần thành nhiệt năng.. - Nhiệt năng Nội năng Cơ năng 2.3 NGUYÊN LÍ THỨ NHẤT CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC. - Nguyên lí thứ nhất trong nhiệt động lực học, thực chất là sự mở rộng và chính xác hóa định luật bảo toàn và biến đổi năng lƣợng áp dụng cho các hiện tƣợng nhiệt: “Năng lƣợng không tự sinh ra từ hƣ vô và cũng không biến mất mà chỉ biến hóa từ dạng này sang dạng khác”.. - Nguyên lí thứ nhất nhiệt động lực học là sự tổng hợp hóa những nhận xét thực tiễn và những kết quả đạt đƣợc trong khi làm thực nghiệm vì vậy ta chỉ có thể công nhận chứ không đặt vấn đề chứng minh.. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 25 Ta xét một lƣợng khí biến đổi từ trạng thái (1) đến trạng thái (2) chỉ do sự trao đổi nhiệt giữa hệ với ngoại vật và sự thực hiện công của ngoại vật đối với hệ. - Nguyên lí thứ nhất nhiệt động lực học đã cho thấy không thể nào thực hiện loại động cơ này. - Vì vậy, đôi khi nguyên lí thứ nhất còn đƣợc phát biểu nhƣ sau: Không thể thực hiện đƣợc động cơ vĩnh cửu loại I.. - 2.3.3 Biểu thức giải tích của nguyên lí thứ nhất nhiệt động lực học Quá trình biến đổi nhỏ:. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 26 Quy ƣớc:. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 27 Đọn vị của nhiệt dung riêng phân tử:. - Vận dụng nguyên lí thứ nhất nhiệt động lực học cho trƣờng hợp này ta có: dQ= dU 0. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 28 làm tăng nội năng của khí và ngay sau đó vì để giữ cho áp suất không đổi nên một phần nội năng đã đƣợc dùng để sinh công thắng ngoại lực để tăng thể tích của khí.. - Vận dụng nguyên lí thứ nhất nhiệt động lực học cho trƣờng hợp này ta có: dQ=dU 0 + dA. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 29 Ta tính đƣợc tỷ số:. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 30. - CHƢƠNG III: ỨNG DỤNG CỦA NGUYÊN LÍ THỨ NHẤT NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC. - Vậy theo nguyên lí thứ nhất nhiệt động lực học ta đƣợc Q=ΔU= C v ΔT 3.1.2 Bài tập vận dụng. - Theo nguyên lí thứ nhất của nhiệt động lực học ta có Q = ΔU + A = ΔU Vậy nhiệt lƣợng mà môi trƣờng đả truyền cho khí là. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 31 3.2 CÁC BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN QUÁ TRÌNH ĐẲNG ÁP. - Nhiệt lƣợng mà môi trƣờng cung cấp cho hệ Q = νC p (T 2 -T 1 ) Theo nguyên lí thứ nhất của nhiệt động lực học ta có. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 32 a. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 33 Vì 1 1 2 2. - Theo nguyên lí thứ nhất của nhiệt động lực học ta có. - Theo nguyên lí thứ nhất của nhiệt động lực học ta có Q = ΔU + A = A. - Do dQ = 0 nên theo nguyên lí thứ nhất nhiệt động lực học ta có dU = -dA hay là νC V dT = -pdV. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 34 Mặt khác từ phƣơng trình trạng thái pV = νRT, ta lấy vi phân cả hai vế:. - 3.4.2 Công của khối khí trong quá trình đoạn nhiệt thuận nghịch Quá trình đoạn nhiệt có Q = 0 nên theo nguyên lí thứ nhất nhiệt động lực học ta có A = -ΔU = νC V (T 1 -T 2. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 35 Vì khối khí biến đổi theo quá trình đoạn nhiệt thuận nghịch nên TV 1 const . - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 36. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 37. - Theo nguyên lí thứ nhất của nhiệt động lực học thì: dQ = dU + dA Từ đó suy ra: νCdT = νC V dT + pdV. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 38 Lấy vi phân 2 vế ta đƣợc: pdV + Vdp = νRdT. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 39 3.5.3 Công của khối khí trong quá trình politropic thuận nghịch Ta có: 1 1. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 40 Từ đó suy ra dU = dQ.. - Theo nguyên lí thứ nhất của nhiệt động lực học ta có: dQ = dU + dA Suy ra dA = dQ – dU = dQ =>. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 41 Giải. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 42 3.6 CÁC BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN CÁC QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI. - Theo nguyên lý thứ nhất: U Q A (1). - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 43 Thay vào (1):. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 44 Áp dụng nguyên lý thứ nhất cho cả hệ:. - Áp dụng nguyên lý thứ nhất nhiệt động lực học:. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 45. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 46 3.7 TỔNG KẾT CÔNG THỨC CỦA CÁC QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 47. - Ngành nhiệt động lực học là một ngành quan trọng của Nhiệt học nói riêng và của Vật lý nói chung. - Ngành nhiệt động lực học đã và đang phát triển không ngừng. - Chính nguyên lí thứ nhất của nhiệt động lực là một nền tảng vô cùng quan trọng cho sự phát triển đó.. - Nguyên lí thứ nhất của nhiệt động lực học là sự tổng quát hoá những nhận xét thực tiễn và những kết quả đạt đƣợc trong thí nghiệm. - Nguyên lí thứ nhất của nhiệt động lực học có những ứng dụng quan trọng không những trong việc giải các bài toán mà còn giải thích đƣợc nhiều hiện tƣợng trong cuộc sống hằng ngày.. - Đề tài: Nguyên lí thứ nhất của Nhiệt động lực học Trang 48