Chương 2: Năng lượng của hệ nhiệt động lực học và định luật nhiệt động 1

Chia sẻ: Pham Van Trung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:33

Thêm vào BST

Báo xấu

121
lượt xem 15
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

1.Nhiệt lượng và cách tính nhiệt 2.Năng lượng của hệ nhiệt động 3.Các loại công 4.Định luật nhiệt động 1 1.1.Nhiệt lượng và cách tính nhiệt Nhiệt lượng: Là lượng năng lượng trao đổi giữa hệ thống và môi trường khi có sự chênh lệch nhiệt độ.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương 2: Năng lượng của hệ nhiệt động lực học và định luật nhiệt động 1

II.1. Nhiệt lượng và cách tính nhiệt II.2. Năng lượng của hệ nhiệt động II.3. Các loại công II.4. Định luật nhiệt động 1
II.1. Nhiệt lượng và cách tính nhiệt Nhiệt lượng: Là lượng năng lượng trao đổi giữa hệ thống và môi trường khi có sự chênh lệch nhiệt độ. 2 Q   Q 1 II.1.1 Các phương thức truyền nhiệt a. Truyền nhiệt do dẫn nhiệt Nhiệt lượng trao đổi do sự tiếp xúc trực tiếp của các vật rắn, hoặc ngay trong cùng vật rắn có chênh lệch nhiệt độ.
dt Qx  t   A  dx b. Truyền nhiệt do đối lưu Nhiệt lượng trao đổi giữa lưu chất và bề mặt rắn, quá trình này luôn có kèm theo sự lưu động tương đối của lưu chất trên về mặt
Q    A  t b  t f 
c. Truyền nhiệt do bức xạ Trường hợp hai vật rắn không tiếp xúc trực tiếp nhau, môi trường giữa chúng là chân không, thì giữa hai vật này vẫn có trao đổi nhiệt. Nhiệt lượng trao đổi trong trường hợp này là bức xạ nhiệt. 4 E  AT
II.1.2 Tính nhiệt lượng theo biến đổi trạng thái của chất môi giới a. Tính nhiệt lượng theo sự thay đổi nhiệt độ ( theo nhiệt dung riêng) Nhiệt dung riêng của chất khí là nhiệt lượng cần thiết cung cấp cho một đơn vị chất khí để nhiệt độ của nó tăng lên một độ theo một quá trình nào đó. đq C ; ( J / đvmc .K ) dt
 Phân loại NDR  Theo nhiệt độ:  NDR thực: là NDR tại một giá trị nhiệt độ nào đó: đq C  ; (J / đvmc.K ) dt  NDR trung bình: là NDR trong một khoảng nhiệt độ nào đó t2 q q 1 t2 t2   Ct  Ct  C.dt t 2  t1 t t t1 1 1
 Theo đơn vị đo môi chất: 1[kg] - NDR khối lượng, C[kJ/kg.độ] 1[m3tc] - NDR thể tích, C’[kJ/m3tc .độ] 1[kmol] - NDR kmol, Cµ[kJ/kmol.độ]
 Theo tính chất quá trình: + Quá trình có áp suất không đổi NDR khối lượng đẳng áp, Cp (kJ/kg.độ) NDR thể tích đẳng áp, C’p (kJ/m3tc.độ) NDR kmol đẳng áp, Cµp (kJ/Kmol.độ)
+ Quá trình có thể tích không đổi NDR khối lượng đẳng tích, Cv (kJ/kg.độ) NDR thể tích đẳng tích, C’v (kJ/m3tc.độ) NDR kmol đẳng tích, Cµv (kJ/Kmol.độ)
 Quan hệ giữa các NDR C p C v ' ' Cv   v tc .C ; C p   v tc .C v p   Cp C p  k Cv C v k- số mũ đoạn nhiệt Công thức Mayer: Cp- Cv=R
 Sự phụ thuộc của NDR vào nhiệt độ  NDR của khí lý tưởng: C=const BẢNG NHIỆT DUNG RIÊNG CỦA KHÍ LÝ TƯỞNG K=Cp/Cv Cv [kJ/kmol.K] Cp [kJ/kmol.K] Loại khí Khí 1 nguyên tử 1,67 12,6 20,9 Khí 2 nguyên tử 1,40 20,9 29,3 Khí 3 hoặc nhiều 1, 30 29, 3 37,7 nguyên tử
 NDR phụ thuộc vào nhiệt độ C = ao + a1.t C = ao + a1.t + a2.t2 C = ao + a1.t + a2.t2+a3t3 +…+ antn a0, a1,…an – các hệ số -NDR trung bình trong khoảng nhiệt độ 0oC đến toC t 1 t  C C . dt  0 t 0 t 1 a t C .dt  a o  1 .t  a o  a 1 '.t  C t 0 2 0
- NDR trung bình trong khoảng nhiệt độ t1đến t2 t t t1 2 2 1 1 1 t 2  C . dt  C . dt  C C . dt    t1 t t t t1 0 0   1 t2 t2 t1  C 0 .t 2  C 0 .t 1  a o  a 1 '.( t 1  t 2 ) C t1 t
 NDR của hỗn hợp khí G.C=G1.C1+G2.C2+…+Gn.Cn G1 G2 Gn C .C1  .C 2  ...  .C n G G G n C  g 1 .C1  g 2 .C 2  ...  g n .C n   g i .C i i 1 n C'   ri .Ci ' i 1 n C   ri .C i 1
 Cách tính nhiệt Q=G.C.∆t; (J) Q=Vtc.C’.∆t; (J) Q=m.Cµ.∆t; (J) b. Tính nhiệt theo biến thiên entropi đq ds  T
T đq = T.ds 1 T1 T 2 T2 2 q12   T.ds 1 s1 s2 s ds Nếu T=const thì q12=T(s2-s1) 2 Nếu T=f(s) thì q 12   f (s).ds 1
Theo tính chất toán học: s2 dientich (s 112s 2 )  T.ds  s1 Vì vậy đồ thị T-s gọi là đồ thị nhiệt. c.Tính nhiệt theo sự biến đổi pha Nhiệt lượng dùng để làm biến đổi pha của 1 kg chất môi giới gọi là nhiệt ẩn chuyển pha, r (kJ/kg) Q  G q
Rắn  Lỏng: Nhiệt ẩn nóng chảy : q=+r Lỏng  Rắn: Nhiệt ẩn kết tinh: q=-r Lỏng  Hơi: Nhiệt ẩn hóa hơi: q=+r Hơi  Lỏng: Nhiệt ẩn ngưng tụ: q=-r Quy ước: - Nếu q > 0 môi chất nhận nhiệt - Nếu q < 0 môi chất thải nhiệt
II.2. Năng lượng của hệ nhiệt động II.2.1 Năng lượng của hệ nhiệt động  Ngoại động năng: 2  Eđ  m. ; J 2 2 2  2 1  E đ  E đ 2  E đ 1  m.(  ); J 2 2 2   E đ  m. 2