Ch−¬ng 11 Nguyªn lý thø hai nhiÖt ®éng lùc häc Đ1. Những hạn chế của nguyên lý thứ I NĐLH Không xác định chiều truyền tự nhiên củanhiệt: Nhiệt truyền tự nhiên từ vật nóng hơn sang vật lạnh hơn. Không có quá trình tự nhiên ngợc lại. Không xác định chiều chuyển hoá tự nhiên của năng lợng: Thế năng biến tự nhiên thnh động năng rồi thnh nhiệt toả ra, Không có quá trình tự nhiên ngợc lại: Nhiệt Động năng Thế năng. Tuy nhiên các quá trình ngợc lại trên đều thoả mãn nguyên lý thứ nhất nhiệt động lực học Không đánh giá đợc chất lợng nhiệt Không phân biệt khác nhau giữa công v nhiệt. Đ2. Quá trình thuận nghịch v quá trình không thuận nghịch 1. Định nghĩa a. Quá trình A->B ->A l thuận nghịch nếu quá trình ngợc B ->A hệ cũng đi p A B V qua các trạng thái trung gian nh trong quá trình thuận A ->B; Suy ra: Hệ chỉ có thể trở về trạng thái cân bằng ->QT thuận nghịch l QT cân bằng ->A thuận =A nghịch , Q thuận =Q nghịch . Hệ trở về trạng thái ban đầu, môi trờng xung quanh không biến đổi b. QT không thuận nghịch: Sau khi thực hiện QT thuận v QT nghịch đa hệ về trạng thái ban đầu thì môi trờng xung quanh bị biến đổi. 2. Thí dụ: Quá trình giãn đoạn nhiệt vô cùng chậm: QTTN Dao động của con lắc không ma sát có nhiệt độ bằng nhiệt độ bên ngoi: QTTN A B C¸c qu¸ tr×nh kh«ng thuËn nghÞch •C¸c qu¸ tr×nh cã ma s¸t: Kh«ng TN • TruyÒn nhiÖt tõ vËt nãng-> vËt l¹nh: Kh«ng TN •QT gi·n khÝ trong ch©n kh«ng: Kh«ng TN A B Đ3. Nguy ê nl ý th ứ hai nhi ệ tđ ộ ng lực học 1. Động cơ nhiệt: Máy biến nhiệt thnh công: ĐC hơi nớc, ĐC đốt trong. Nguồn lạnh T 2 Hiệu suất của động cơ nhiệt: Sau một chu trình: U=-A+Q 1 -Q 2 =0 -> A= Q 1 -Q 2 1 Q 'A = 1 , 2 1 , 21 1 Q Q 1 Q QQ Q 'A = == Xilanh Pitông Bơm V 1 V 2 Nguồn nóng T 1 Q 1 Q 2 Tác nhân: chất vận chuyển (hơi nớc, khí ) biến nhiệt thnh công: Tuần hon •M«t¶hiÖnt−îng ! • Cã mÊy nguån nhiÖt ? •Cãph¶ilμ mét®éngc¬? nguån nãng nguån l¹nh 2. Phát biểu nguyên lý thứ hai nhiệt động lực học a. Phát biểu của Clausius: Nhiệt không thể tự động truyền từ vật lạnh sang vật nóng hơn. b. Phát biểu của Thompson: Một động cơ không thể sinh công, nếu nó chỉ trao đổi nhiệt với một nguồn nhiệt duy nhất. c. ý nghĩa: Không thể chế tạo đợc động cơ vĩnh cửu loại hai: lấy nhiệt chỉ từ 1 nguồn (T thấp nh nớc biển) để sinh công. Chất lợng nhiệt: T cng cao, chất lợng cng cao Đ4. Chu trình Carnot p Giãn đoạn nhiệt:23, Nhiệt độ giảm T 1 T 2 Nén đẳng nhiệt: T 2 = const, 3 4, thải Q 2 (lm nguội) 1. Chu Trình Carnot thuận nghịch gồm 4 quá trình TN: Giãn đẳng nhiệt: T 1 =const, 12, nhận Q 1 từ nguồn nóng. Nén đoạn nhiệt: 41, nhiệt độ tăng: T 2 T 1 Q 2 Q 1 V 1 p 1 1 v 3 p 3 V 3 p 2 2 V 2 p 4 4 V 4 T 1 T 2 Trong chu trình thuận 12341 hệ nhận nhiệt Q 1 từ nguồn nóng, sinh công A v thải nhiệt Q 2 vo nguồn lạnh. Động cơ nhiệt. Trong chu trình nghịch 14321 hệ nhận công lấy nhiệt (lm lạnh) từ nguồn lạnh v thải nhiệt vo nguồn nóng. Máy lm lạnh. b. Hiệu suất c trong chu trình Carnot thuận nghịch 1 , 2 c Q Q 1 = Cần tính Q 1 v Q 2 Giãn đăng nhiệt 1 2 có: 1 2 11 V V lnRT m Q = [...]... Trong chu trình thuận 12 3 41 hệ nhận nhiệt Q1 từ nguồn nóng, sinh công A v thải nhiệt Q2vo nguồn lạnh Động cơ nhiệt Trong chu trình nghịch 14 3 21 hệ nhận công lấy nhiệt (lm lạnh) từ nguồn lạnh v thải nhiệt vo nguồn nóng Máy lm lạnh b Hiệu suất c trong chu trình Carnot thuận nghịch , Q2 c = 1 Cần tính Q1 v Q2 Q1 Giãn đăng nhiệt 1 2 có: V2 m Q1 = RT1 ln V1 . lạnh T 2 Hiệu suất của động cơ nhiệt: Sau một chu trình: U=-A+Q 1 -Q 2 =0 -& gt; A= Q 1 -Q 2 1 Q 'A = 1 , 2 1 , 21 1 Q Q 1 Q QQ Q 'A = == Xilanh Pitông Bơm V 1 V 2 Nguồn nóng T 1 Q 1 Q 2 Tác nhân:. đoạn nhiệt: 41, nhiệt độ tăng: T 2 T 1 Q 2 Q 1 V 1 p 1 1 v 3 p 3 V 3 p 2 2 V 2 p 4 4 V 4 T 1 T 2 Trong chu trình thuận 12 3 41 hệ nhận nhiệt Q 1 từ nguồn nóng, sinh công A v thải nhiệt Q 2 vo. Ch−¬ng 11 Nguyªn lý thø hai nhiÖt ®éng lùc häc 1. Những hạn chế của nguyên lý thứ I NĐLH Không xác định chiều truyền tự nhiên củanhiệt: Nhiệt truyền tự nhiên từ vật nóng hơn sang vật lạnh