- 35 - Ass. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2008 Chương 3 : ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG 1 VÀ CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CƠ BẢN CỦA KHÍ LÝ TƯỞNG 3.1. ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG 1 CHO HỆ NHIỆT ĐỘNG KÍN Định luật nhiệt động 1 là trường hợp riêng của định luật bảo toàn và biến hóa năng lượng áp dụng cho hệ nhiệt động. • Năng lượng toàn phần của HNĐ kín E = E P + E K + U + E C + E A (3.1-1) • Định luật bảo toàn năng lượng áp dụng cho HNĐ kín khi thay đổi từ trạng thái 1 đến trạng thái 2 : E 1 Q W Tr¹ng th¸i 1 Tr¹ng th¸i 2 E 2 H. 3.1-1 E 1 + Q - W = E 2 (3.1-2a) hoặc Q = W + ∆U +∆E p + ∆E k + ∆E c +∆E A (3.1-2b) trong đó : E 1 - năng lượng toàn phần ở trạng thái 1; E 2 - năng lượng toàn phần ở trạng thái 2 ; Q 1-2 - lượng nhiệt cấp cho HNĐ; W 1-2 - công do HNĐ thực hiện; ∆U - lượng thay đổi nội năng ; ∆E p - lượng thay đổi thế năng ; ∆E k - lượng thay đổi động năng ; ∆E c - lượng thay đổi hóa năng ; ∆E A - lượng thay đổi nguyên tử năng. • Các phương trình định luật nhiệt động 1 áp dụng cho HNĐ kín : Trong nhiệt động học, nếu không có các phản ứng hóa học và phản ứng hạt nhân thì : ∆E c = 0 , ∆E A = 0. Đối với HNĐ kín, sự biến đổi thế năng và động năng thường rất nhỏ so với các dạng năng lượng khác, nên có thể xem ∆E p = E p2 - E p1 = 0 và ∆Ẹ k = E k2 - E k1 = 0, khi đó : Q = ∆U + W (3.1-3a) q = ∆u + w (3.1-3b) dq = du + p.dv (3.1-3c) dq = di + v. dp (3.1-3d) - 36 - Ass. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2008 3.2. ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG 1 CHO HỆ NHIỆT ĐỘNG HỞ m out m in m 1 m 2 Initial State Final StateDuring Process m in enters system m out exits system H. 3.2-1. Bảo toàn khối lượng cho HNĐ hở 3.2.1. NGUYÊN LÝ BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG • Nguyên lý bảo toàn khối lượng áp dụng cho HNĐ hở : m 1 + m in - m out = m 2 (3.2-1a) hoặc tính theo lưu lượng : dt dm mm outin =− ** (3.2-1b) trong đó : - lưu lượng môi chất đi vào HNĐ, [kg/s] ; - lưu lượng môi chất đi ra khỏi HNĐ, [kg/s] ; dm / dt - tốc độ thay đổi lượng môi chất trong HNĐ, [kg/s]. in m * out m * • Biểu diễn phương trình (3.2) theo thông số trạng thái của môi chất : Xét phần tử môi chất chuyển động qua tiết diện lưu thông A với vận tốc ω theo phương vuông góc với bề mặt ranh giới của HNĐ. Lưu lượng môi chất sẽ là : A H. 3.2-2 * A mA v ω ω ρ ⋅ ==⋅⋅ dt dm v A v A out outout in inin = ⋅ − ⋅ ω ω (3.2-1c) hoặc d t dm AA outoutoutininin =⋅⋅−⋅⋅ ωρωρ (3.2-1d) - 37 - Ass. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2008 • Phương trình lưu động ổn định : Trường hợp môi chất lưu động trong điều kiện các thông số trạng thái không đổi theo thời gian được gọi là lưu động ổn định. Khi đó dm/dt = 0 và phương trình (3.2-1c) và (3.2-1d) có dạng : out outout in inin v A v A ω ω ⋅ = ⋅ (3.2-1e) outoutoutininin AA ω ρ ω ρ ⋅ ⋅ = ⋅⋅ (3.2-1f) 3.2.2. CÔNG CƠ HỌC VÀ NĂNG LƯỢNG ĐẨY • Công đẩy phần tử môi chất vào HNĐ : Khi được đẩy vào HNĐ, phần tử môi chất di chuyển một đoạn l in . Năng lượng đẩy phần tử môi chất vào HNĐ sẽ bằng : F in . l in = p in . A in . l in = p in . V in trong đó : F in - lực đẩy phần tử môi chất từ ngoài vào trong HNĐ, l in - đoạn đường mà phần tử môi chất dịch chuyển, p in - áp suất, A in - tiết diện lưu thông, V in - thể tích của phần tử môi chất. • Năng lượng đẩy phần tử môi chất ra khỏi HNĐ : p out . V out . • Công thực hiện ở HNĐ hở : Công thực hiện trong quá trình nhiệt động ở HNĐ hở có thể biểu diễn như sau : W' = W + p out . V out - p in . V in (3.2-2) trong đó : W' - tổng số công thực hiện, W - công cơ học liên quan đến sự dịch chuyển của ranh giới của HNĐ, p in .V in và p out . V out - năng lượng đẩy. l in F in Surroundings l out F out Surroundings System H. 3.2-3. - 38 - Ass. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2008 3.2.3. PHƯƠNG TRÌNH ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG 1 CHO HỆ NHIỆT ĐỘNG HỞ m out m in E 1 E 2 Initial State Final State During Process m in enters system with energy E in m out exits system with energy E out Q W H. 3.2-4. Bảo toàn năng lượng cho HNĐ hở • Định luật bảo toàn năng lượng áp dụng cho HNĐ hở khi thay đổi từ trạng thái 1 đến trạng thái 2 : E 1 + E in + Q = E 2 + E out +W' (3.2-3a) hoặc Q - W' = E 2 - E 1 + E out + E in (3.2-3b) • Thay W' từ (3.2-2) và Evào (3.2-3b) : Q - (W + p out . V out - p in . V in ) = E out - E in + E 2 - E 1 (3.2-3c) Q - (W + p out . V out - p in . V in ) = (E p.out + E k.out + U out ) - (E p.in + E k.in + U in ) + E 2 - E 1 (3.2-3d) • Enthalpy : Đặt U + p.V = I I là một hàm của các thông số trạng thái và được gọi là Enthalpy. • Phương trình tổng quát của định luật nhiệt động 2 cho HNĐ hở : Thay I in = U in + p in .V in và I out = U out + p out .V out vào (3.2-3d) ta có : Q - W = I out - I in + E P out - E P in + E K out - E K in + E 2 - E 1 (3.2-4) • Phương trình định luật nhiệt động 2 cho lưu động ổn định : Khi lưu động ổn định thì m in = m out = m và E 2 = E 1 . Thay E p = m.g.z và 2 2 k Em ω =⋅ cùng các điều kiện lưu động ổn định vào (3.2-4) ta có : ( ) () 22 2 out in out in out in QW I I m mg z z ωω − −= −+⋅ +⋅⋅ − (3.2-5a) - 39 - Ass. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2008 hoặc () ( 22 w 2 out in out in out in qii gzz ωω − −= −+ +⋅ − ) (3.2-5b) hoặc ( ) ( 22 ** * * * w( ) 2 out in out in out in mq m mi i m mg z z ωω − ⋅− = − + + ⋅ − ) ( ) ( 22 ** * * * () 2 out in out in out in QW mi i m mg z z ωω − −= − + + ⋅ − ) (3.2-5c) 3.3. QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CƠ BẢN CỦA KHÍ LÝ TƯỞNG 3.3.1. KHÁI NIỆM CHUNG • Quá trình nhiệt động - quá trình biến đổi trạng thái của HNĐ. Trong quá trình nhiệt động phải có ít nhất một thông số trạng thái thay đổi. Điều kiện để có sự thay đổi trạng thái nhiệt động là có sự trao đổi nhiệt hoặc công với môi trường xung quanh. • Quá trình nhiệt động cơ bản - quá trình nhiệt động, trong đó có ít nhất một thông số trạng thái hoặc thông số nhiệ t động của MCCT không thay đổi. • Quá trình cân bằng - quá trình trong đó MCCT biến đổi qua các thông số trạng thái cân bằng. Quá trình cân bằng được biểu diễn bằng một đường cong trên các hệ trục tọa độ trạng thái, trong đó các trục thể hiện các thông số trạng thái độc lập. • Quá trình thuận nghịch - là quá trình cân bằng và có thể biến đổi ngược lại để trở về trạng thái ban đầu mà HNĐ và MTXQ không có sự thay đổi gì. Ngược lại, khi các điều kiện trên không đạt được thì đó là quá trình không thuận nghịch. Mọi quá trình thực trong tự nhiên đều là những quá trình không thuận nghịch. Trong kỹ thuật, nếu muốn một quá trình được thực hiện càng gần với quá trình thuận nghịch thì càng có lợi về công và nhiệt • Biểu diễn quá trình nhiệt động - quá trình nhiệt động thường được biểu diễn trên các hệ trục tọa độ trạng thái. Tùy thuộc mục đích nghiên cứu, các trục của hệ trục tọa độ trạng thái là các thông số trạng thái khác nhau. Đường biểu diễn quá trình nhiệt động trên hệ trục p - V được gọi là đồ thị công, đường biểu diễn trên hệ trục T - s được gọi là đồ thị nhiệt. p 1 V T 1 T 1 T 2 2 1 2 p 1 p 2 V 2 V 1 SS 1 S 2 W 1-2 Q 1-2 a) b) H. 3.1-1. Biểu diễn quá trình nhiệt động trên đồ thị công (a) và đồ thị nhiệt (b) - 40 - Ass. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2008 3.3.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1) Định nghĩa 2) Phương trình trạng thái biểu diễn quá trình 3) Mối quan hệ giữa các thông số trạng thái ở đầu và cuối 4) Lượng thay đổi nội năng (∆u) • Theo định nghĩa nội năng, biểu thức tính công, định luật nhiệt động 1 : u = u k + u P = f(T) + f(v) = f 1 (T, v) (1a) dw = p. dv (1b) dq = du + p.dv (1c) • Vì u là hàm của các thông số trạng thái nên có thể xác định vi phân của u : dT T u dv v u du vT ⋅ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ +⋅ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = δ δ δ δ (2) • Kết hợp (2) với (1b) và (1c) ta có : Tv uu dq du dw dv dT p dv vT δδ δδ ⎛⎞ ⎛⎞ =+= ⋅+ ⋅+⋅ ⎜⎟ ⎜⎟ ⎝⎠ ⎝⎠ = Tv uu pdv dT vT δδ δδ ⎡⎤ ⎛⎞ ⎛⎞ +⋅+ ⋅ ⎜⎟ ⎜⎟ ⎢⎥ ⎝⎠ ⎝⎠ ⎣⎦ (3) • Đối với quá trình đẳng tích (dv = 0), nên phương trình (3) có dạng : v v dT du dT dq ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = (4) • Định nghĩa nhiệt dung riêng đẳng tích : dT dq c v v = (5) • Kết hợp (4) và (5) : v v c dT du = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ (6) • Kết quả : 1) Đối với khí thực : (du) v = c v . dT (7) 2) Đối với khí lý tưởng (u không phụ thuộc vào v) : dTcdu v ⋅ = (8a) ( 1212 2 1 TTcdTcuuu v T T v −⋅=⋅=−=∆ ∫ ) (8b) 5) Nhiệt lượng tham gia quá trình (q 1-2 ) • Tính theo NDR : d t dq c = → () 1221 2 1 2 1 | ttcdtcq t t t t −⋅=⋅= ∫ − - 41 - Ass. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2008 • Tính theo định luật nhiệt động 1 : q 1-2 = ∆u + w 1-2 • Tính theo định luật nhiệt động 2 : ∫ ⋅= − 2 1 21 s s dsTq 6) Công dãn nở (w 1-2 ) : • Tính theo định nghĩa công dãn nở : ∫ ⋅= − 2 1 21 v v dvpw • Tính theo định luật nhiệt động 1 : w 1-2 = q 1-2 - ∆u 7) Công kỹ thuật (w T1-2 ) : ∫ ⋅= − 2 1 21 p p T dpvw 8) Lượng thay đổi enthalpy (∆i) : • Từ định nghĩa enthalpy và định luật nhiệt động 1 : i = u + p.v = f 1 (p, T) = f 2 (p, v) = f 3 (v, T) (1a) → di = du + p.dv + v.dp (1b) → du = di - p.dv - v.dp (1c) dq = du + p. dv = di - v.dp (1d) • Vì i là hàm của các thông số trạng thái nên có thể biểu diễn vi phân toàn phần của i : dp p i dT T i di T p ⋅ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ +⋅ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = δ δ δ δ (2) • Kết hợp (2) và (1d) : dpv p i dT T i dq T p ⋅ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ +⋅ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = δ δ δ δ (3) • Đối với quá trình đẳng áp (dp = 0), biểu thức (3) có dạng : dT T i dq p p ⋅ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = δ δ hoặc p p T i dT dq ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = δ δ (4) • Theo định nghĩa nhiệt dung riêng đẳng áp : p p c dT dq = (5) • Kết hợp (4) với (5) : p p c dT di = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ (6) • Kết quả : 1) Đối với khí thực : (di) p = c p . dT (7) 2) Đối với khí lý tưởng : di = c p . dT (8a) (8b) ( 1212 2 1 TTcdTciii p T T p −⋅=⋅=−=∆ ∫ ) - 42 - Ass. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2008 9) Lượng thay đổi entropy (∆s) : T dq ds = 10) Biểu diễn trên đồ thị công và đồ thị nhiệt 3.3.3. CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CƠ BẢN CỦA KHÍ LÝ TƯỞNG 3.3.3.1. QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH 1) Định nghĩa :Quá trình đẳng tích là quá trình diễn ra trong điều kiện thể tích của MCCT không đổi. 2) Phương trình trạng thái : p. v = R. T → v R T p = → const T p = (3.3-1a) 3) Quan hệ giữa các thông số đầu và cuối : 2 2 1 1 T p T p = hoặc 2 1 2 1 T T p p = (3.3-1b) 4) Lượng thay đổi nội năng : ∆u = c v . (T 2 - T 1 ) (3.3-1c) 5) Nhiệt lượng tham gia quá trình : q 1-2 = c v . (T 2 - T 1 ) = ∆u (3.3-1d) 6) Công dãn nở : w 1-2 = 0 (3.3-1e) 7) Công kỹ thuật : w T1-2 = v. (p 2 - p 1 ) (3.3-1f) 8) Lượng thay đổi enthalpy : ∆i = c p . (T 2 - T 1 ) (3.3-1g) 9) Lượng thay đổi entropy : T dTc T dq ds v ⋅ == → 1 2 1 2 lnln p p c T T cs vv ⋅=⋅=∆ (3.3-1h) 10) Đồ thị công và đồ thị nhiệt của quá trình đẳng tích : T T 1 T 2 2 1 p = const s 1p 1 p s 1 s 2 s v p T 1 T 2 2 1 p 2 v 1 = v 2 p 1 q 1-2 = s 1 -1-2-s 2 -s 1 ∆ u = q 1-2 ∆ i = s 1p -1 p -2-s 2 -s 1p ∆ s = s 2 - s 1 H. 3.3-1. Quá trình đẳng tích trên đồ thị công và đồ thị nhiệt - 43 - Ass. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2008 3.3.3.2. QUÁ TRÌNH ĐẲNG ÁP 1) Định nghĩa : Quá trình đẳng áp là quá trình diễn ra trong điều kiện áp suất của MCCT không đổi. 2) Phương trình trạng thái : p. v = R. T → p R T v = → const T v = (3.3-2a) 3) Quan hệ giữa các thông số đầu và cuối : 1 12 vv TT = 2 hoặc 1 22 vT vT 1 = (3.3-2b) 4) Lượng thay đổi nội năng : ∆u = c v . (T 2 - T 1 ) (3.3-2c) 5) Nhiệt lượng tham gia quá trình : q 1-2 = ∆u + w = c v (T 2 - T 1 ) + p(v 2 - v 1 ) (3.3-2d) 6) Công dãn nở : dw = p. dv → w 1-2 = p(v 2 - v 1 ) (3.3-2e) 7) Công kỹ thuật : w T1-2 = 0 (3.3-1f) 8) Lượng thay đổi enthalpy : ∆i = c p . (T 2 - T 1 ) (3.3-2g) 9) Lượng thay đổi entropy p cdT dq ds TT ⋅ == → 22 11 ln ln pp Tv sc c Tv ∆= ⋅ = ⋅ (3.3-2h) 8) Biểu diễn quá trình đẳng áp trên đồ thị công và đồ thị nhiệt v p T 1 T 2 2 1 p 1 = p 2 w 1-2 v 2 v 1 w 1-2 = v 1 -1-2-v 2 -v 1 q 1-2 = s 1 -1-2-s 2 -s 1 ∆ u = s 1v -1 v -2-s 2 -s 1v ∆ i = s 1 -1-2-s 2 -s 1 ∆ s = s 2 - s 1 T T 1 T 2 2 1 v = const s 1 1 v s 2 ss 1v H. 3.3-2. Quá trình đẳng áp trên đồ thị công và đồ thị nhiệt Ghi chú : Từ quan hệ T dTc ds v ⋅ = và T dTc ds p ⋅ = ta suy ra p p v v c T ds dT c T ds dT = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ >= ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ vì c p > c v . Như vậy đường cong đẳng tích sẽ dốc hơn đường cong đẳng áp trên đồ thị T-s. - 44 - Ass. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2008 3.3.3.3. QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT 1) Định nghĩa Quá trình đẳng nhiệt là quá trình diễn ra trong điều kiện nhiệt độ của MCCT không đổi. 2) Phương trình trạng thái : p. v = R. T → pv = const (3.3-3a) 3) Quan hệ giữa các thông số đầu và cuối : 2 12 pv pv 1 = (3.3-3b) 4) Lượng thay đổi nội năng : ∆u = 0 (3.3-3c) 5) Công dãn nở : ∫∫∫ ⋅⋅=⋅ ⋅ =⋅= − 2 1 2 1 2 1 21 v v v v v v v dv TRdv v TR dvpw 2 1 1 2 21 lnln p p TR v v TRw ⋅⋅=⋅⋅= − (3.3-3d) 6) Công kỹ thuật : w T1-2 = w 1-2 (3.3-3e) 7) Nhiệt lượng tham gia quá trình : q 1-2 = ∆u + w 1-2 = w 1-2 (3.3-3f) 8) Lượng thay đổi enthalpy : ∆i = 0 (3.3-3g) 9) Lượng thay đổi entropy : v dv R T dvp T dw T dq ds ⋅= ⋅ === 2 1 1 2 lnln p p R v v RS ⋅=⋅=∆ (3.3-3h) 10) Biểu diễn quá trình đẳng nhiệt trên đồ thị công và đồ thị nhiệt v p 2 1 p 2 v 1 p 1 v 2 w 1-2 T T 1 = T 2 2 1 p 1 q 1-2 s 1 v 1 v 2 s 2 s H. 3.3-3. Quá trình đẳng nhiệt trên đồ thị công và đồ thị nhiệt 3.3.3.4. QUÁ TRÌNH ĐOẠN NHIỆT 1) Định nghĩa Quá trình đoạn nhiệt - còn gọi là quá trình đẳng entropy - là quá trình diễn ra trong điều kiện không có trao đổi nhiệt giữa HNĐ và MTXQ. 2) Phương trình trạng thái : (3.3-4a) onst k pv c= [...]... xác định nhiệt lượng tham gia quá trình nhiệt động (q1-2) ? 8) Trình bày các phương pháp xác định công dãn nở (w1-2) và công kỹ thuật (wT1-2) được thực hiện trong quá trình nhiệt động ? 9) Định nghĩa các khái niệm sau đây : quá trình nhiệt động, quá trình nhiệt động cơ bản, quá trình nhiệt động cân bằng, quá trình nhiệt động thuận nghịch ? 10 ) Trình bày về các quá trình nhiệt động cơ bản của khí lý tưởng. .. Lập các phương trình định luật nhiệt động 1 áp dụng cho hệ nhiệt động hở trong trường hợp lưu động ổn định ? 5) Lập công thức xác định lượng thay đổi nội năng (∆u) của khí lý tưởng tham gia quá trình nhiệt động ? Ass Prof Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2008 - 48 6) Lập công thức xác định lượng biến đổi enthalpy (∆i) của khí lý tưởng tham gia quá trình nhiệt động ? 7) Trình bày các phương... hệ giữa các thông số đầu và cuối : 1 k k p2 ⎛ v1 ⎞ =⎜ ⎟ ; p1 ⎝ v2 ⎠ v2 ⎛ p1 ⎞ =⎜ ⎟ ; v1 ⎝ p2 ⎠ T2 ⎛ p2 ⎞ =⎜ ⎟ T1 ⎝ p1 ⎠ k 1 k ⎛v ⎞ =⎜ 1 ⎟ ⎝ v2 ⎠ k 1 (3.3-4b) 4) Lượng thay đổi nội năng : ∆u = cv (T2 - T1) 5) Nhiệt lượng tham gia quá trình : q1-2 = 0 (3.3-4c) (3.3-4d) 6) Công dãn nở w1−2 k 1 k 1 ⎡ ⎤ p1v1 ⎢ ⎛ p 2 ⎞ k ⎥ p1v1 ⎡ ⎛ v1 ⎞ ⎤ R 1 − ⎜ ⎟ ⎥ (T1 − T2 ) = = = 1 ⎜ ⎟ k − 1 ⎢ ⎜ p1 ⎟ ⎥ k − 1 ⎢ ⎜... (3.3-5c) 5) Nhiệt lượng tham gia quá trình : q = cv ⋅ n−k ⋅ (T2 − T1 ) n 1 6) Công dãn nở : w1− 2 (3.3-5d) n 1 ⎡ ⎤ ⎛ p2 ⎞ n ⎥ p 1 v1 ⎢ R 1 ⎜ = ⋅ (T1 − T2 ) = ⎟ ⎥ n 1 ⎢ n 1 ⎝ p1 ⎠ ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ n 1 ⎛ v1 ⎞ ⎤ p 1 v1 ⎡ ⎡ p ⎤ 1 1 − ⎜ ⋅ R ⋅ T1 ⋅ 1 − 2 ⎥ = ⎟ ⎥= n 1 ⎢ p1 ⎦ ⎝ v2 ⎠ ⎥ n 1 ⎣ ⎣ ⎦ Ass Prof Nguyễn Văn Nhận n 1 n - Engineering Thermodynamics (3.3-5e) - 2008 - 47 7) Công kỹ thuật : wT1-2 = n w1-2 8)... ∆u > 0 n =1 1 q>0 1 n=0 n= n=k q>0 n=k V s H 3.3-5 Quá trình đa biến trên đồ thị công và đồ thị nhiệt CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 3 1) Phát biểu và viết các phương trình định luật nhiệt động 1 áp dụng cho hệ nhiệt động kín ? 2) Biểu diễn nguyên lý bảo toàn khối lượng trên cơ sở các thông số trạng thái của môi chất công tác ? 3) Lập phương trình lưu động ổn định trên cơ sở các thông số trạng thái của môi chất... k 1 ⎝ ⎠ ⎥ ⎣ ⎝ ⎠ ⎦ ⎢ ⎣ ⎦ 7) Công kỹ thuật : (3.3-4e) wT1-2 = k w1-2 (3.3-4f) (3.3-4g) ∆i = cp (T2 - T1) 8) Lượng thay đổi enthalpy : 9) Lượng thay đổi entropy : ds = dq =0 ; T ∆s = 0 ; s1 = s 2 (3.3-4h) 10 ) Biểu diễn quá trình đoạn nhiệt trên đồ thị công và đồ thị nhiệt p p1 p1 T 1 1 T1 T1 2 p2 w1-2 v1 v2 T2 T2 v p2 2 s1 = s2 s H 3.3-4 Quá trình đoạn nhiệt trên đồ thị công và đồ thị nhiệt 3.3.3.5 QUÁ... + + + Khi n = ± ∞ là quá trình đẳng tích với nhiệt dung riêng cv Khi n = 0 là quá trình đẳng áp với cp Khi n =1 là quá trình đẳng nhiệt với cT = ± ∞ Khi n = k là quá trình đoạn nhiệt với ck = 0 3) Mối quan hệ giữa các thông số đầu và cuối p2 ⎛ v1 ⎞ =⎜ ⎟ p1 ⎝ v2 ⎠ 1 n n ; v2 ⎛ p1 ⎞ T ⎛p ⎞ =⎜ ⎟ ; 2 =⎜ 2 ⎟ v1 ⎝ p2 ⎠ T1 ⎝ p1 ⎠ n 1 n ⎛v ⎞ =⎜ 1 ⎟ ⎝ v2 ⎠ n 1 (3.3-5b) ∆u = cv (T2 - T1) 4) Lượng thay đổi... H 3.3-4 Quá trình đoạn nhiệt trên đồ thị công và đồ thị nhiệt 3.3.3.5 QUÁ TRÌNH ĐA BIẾN 1) Định nghĩa Quá trình đa biến là quá trình diễn ra trong điều kiện nhiệt dung riêng của MCCT không thay đổi : cn = const 2) Phương trình trạng thái : Từ phương trình định luật 1 cho hệ kín và hệ hở đối với khí lý tưởng và định nghĩa quá trình đa biến ta có : dq = cv dT + p dv = cn dT → (cn - cv) dT = p dv dq =... nhiệt lượng tham gia quá trình (Q1-2), công dãn nở (W1-2), lượng thay đổi nội năng (∆U), enthalpy (∆I) và entropy (∆S) ? d) Biểu diễn trên đồ thị công hoặc đồ thị nhiệt các đại lượng : Q1-2, W1-2, ∆U, ∆I, ∆S ? Bài tập 3.2 : Không khí có khối lượng m = 1, 0 kg, áp suất tuyệt đối p1 = 2 bar, nhiệt độ t1 = 20 0C, được cấp nhiệt đẳng áp đến nhiệt độ t2 = 11 0 0C Xem không khí như là khí lý tưởng, µk = 29 ; cµp... - V và T - S b) Xác định nhiệt độ t2, thể tích riêng v2 của không khí cuối qua trình nén ? c) Công tiêu thụ để nén 1 kg không khí wT1-2 ? Bài tập 3.5 : 1 kg không khí được nén đa biến (n = 1, 2) trong máy nén từ nhiệt độ t1 = 20 0C, áp suất p1 = 0,9 81 bar đến áp suất p2 = 7,845 bar Xem không khí như là khí lý tưởng, có µk = 28,9 ; cµv = 20,9 kJ/kmol.deg ; cµp = 29,3 kJ/kmol.deg a) Biểu diễn quá trình . : ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG 1 VÀ CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CƠ BẢN CỦA KHÍ LÝ TƯỞNG 3 .1. ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG 1 CHO HỆ NHIỆT ĐỘNG KÍN Định luật nhiệt động 1 là trường hợp riêng của định luật. trong quá trình nhiệt động ? 9) Định nghĩa các khái niệm sau đây : quá trình nhiệt động, quá trình nhiệt động cơ bản, quá trình nhiệt động cân bằng, quá trình nhiệt động thuận nghịch ? 10 ) Trình. v p T 1 T 2 2 1 p 1 = p 2 w 1- 2 v 2 v 1 w 1- 2 = v 1 -1- 2-v 2 -v 1 q 1- 2 = s 1 -1- 2-s 2 -s 1 ∆ u = s 1v -1 v -2-s 2 -s 1v ∆ i = s 1 -1- 2-s 2 -s 1 ∆ s = s 2 - s 1 T T 1 T 2 2 1 v = const s 1 1 v s 2 ss 1v