Bài giảng "Nhiệt động lực học kỹ thuật - Chương 1: Một số khái niệm cơ bản và phương trình trạng thái của khí lý tưởng" trình bày hệ thống nhiệt động, thể tích riêng, nội năng,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng môn Nhiệt động lực học kỹ thuật: Chương 1 - ThS. Nguyễn Thị Minh Trinh
- ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
MÔN HỌC:
NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC KỸ THUẬT
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 1
- ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
CHƢƠNG 1:
MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN
VÀ PHƢƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI
CỦA KHÍ LÝ TƢỞNG
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 2
- Chƣơng 1 Một số khái niệm cơ bản
1. HỆ THỐNG NHIỆT ĐỘNG
Nguồn nóng
Gắn liền với 3 yếu tố: Chất môi giới
Nguồn lạnh
Và trao đổi với môi Nhiệt lƣợng
trƣờng xung quanh: Công
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 3
- Chƣơng 1 Một số khái niệm cơ bản
Thiết bị ngƣng tụ
Hệ thống
nhiệt động kín Van tiết lƣu
Máy nén
Thiết bị bay hơi
Hệ thống
nhiệt động hở
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 4
- Chƣơng 1 Một số khái niệm cơ bản
Hệ thống nhiệt động Là hệ thống nhiệt động
đoạn nhiệt không trao đổi nhiệt lƣợng
với môi trƣờng xung quanh
Q=0
Q=0 Hệ thống nhiệt động
W=0 cô lập
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 5
- Chƣơng 1 Một số khái niệm cơ bản
2. TRẠNG THÁI
Cân bằng Không cân bằng
3. QUÁ TRÌNH
-Tập hợp 1 số trạng
thái làm việc theo Thuận Không
cùng một nguyên tắc. nghịch thuận
nghịch
- Trạng thái đầu và
cuối là cân bằng
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 6
- Chƣơng 1 Thông số trạng thái
Các đại lƣợng đặc trƣng cho trạng thái của chất môi
giới đƣợc gọi là thông số trạng thái
Các thông số trạng thái thƣờng dùng là:
Nhiệt độ: T
Thông số trạng thái
Áp suất: p
cơ bản
Thể tích riêng: v
Nội năng: u
Entanpy: i
Entropy: s
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 7
- Chƣơng 1 Thông số trạng thái
1. NHIỆT ĐỘ
Là thông số biểu thị mức độ nóng lạnh của vật.
Dụng cụ đo: nhiệt kế
Nhiệt kế thủy ngân: Dựa trên sự giãn nở của
chất lỏng
Nhiệt kế điện trở: Dựa trên sự thay đổi điện trở
Thermocouple: Dựa trên sự thay đổi dòng điện
Nhiệt kế hồng ngoại: Dựa trên hiệu ứng bức xạ
nhiệt dƣới dạng hồng ngoại của vật nóng
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 8
- Chƣơng 1 Thông số trạng thái
Trong kỹ thuật thƣờng dùng các thang nhiệt độ sau:
Thang nhiệt độ Celcius: Thang nhiệt độ Fahrenheit:
Ký hiệu: t Ký hiệu: t
Đơn vị: 0C Đơn vị: 0F
Thang nhiệt độ Kelvin: Thang nhiệt độ Rankine:
(Nhiệt độ tuyệt đối) (Nhiệt độ tuyệt đối)
Ký hiệu: T Ký hiệu: T
Đơn vị: K Đơn vị: 0R
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 9
- Chƣơng 1 Thông số trạng thái
0 0 0
K C R F Mối quan hệ giữa
Ñieåm soâi cuûa 373 100 671 212
nöôùc các thang nhiệt độ:
Ñieåm ñoùng
273 0 491 32
baêng cuûa nöôùc
K = 0C + 273
0R = 1,8 K
Fahrenheit
Rankine
Celcius
Kelvin
0F = 1,8 0C + 32
Möùc khoâng cuûa
thang nhieät ñoä
tuyeät ñoái 0 - 273 0 - 459
Chỉ có nhiệt độ
tuyệt đối mới là
Chú ý thông số
trạng thái
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 10
- Chƣơng 1 Thông số trạng thái
2. ÁP SUẤT
Là lực tác dụng lên một đơn vị F ,N/m2
diện tích bề mặt ranh giới theo p
phƣơng pháp tuyến với bề mặt đó. A
Có các loại áp suất sau:
Áp suất khí quyển: pkq
Xác định bằng
Áp suất dƣ: pd dụng cụ đo
Áp suất chân không: pck
Áp suất tuyệt đối: ptđ
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 11
- Chƣơng 1 Thông số trạng thái
Ví dụ về áp suất
F1 A1
p1 p 2
F2 A 2
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 12
- Chƣơng 1 Thông số trạng thái
Áp suất khí quyển: pkq
Là áp lực của không khí tác động lên các vật thể
nằm trong nó và lên bề mặt trái đất.
Giá trị trung bình của pkq tại
mực nƣớc biển là 760 mmHg
Trong tính toán kỹ thuật
cho phép lấy pkq = 1 bar
Dụng cụ đo: Barometer
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 13
- Chƣơng 1 Thông số trạng thái
Áp suất dƣ: pd
Khi áp suất môi trƣờng khảo sát lớn hơn áp suất
khí quyển, ta gọi độ chênh lệch giữa áp suất môi
trƣờng đó với áp suất khí quyển là áp suất dƣ.
Dụng cụ đo: Manometer
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 14
- Chƣơng 1 Thông số trạng thái
Áp suất chân không: pck
Khi áp suất môi trƣờng khảo sát nhỏ hơn áp suất khí
quyển, ta gọi độ chênh lệch giữa áp suất môi trƣờng
đó với áp suất khí quyển là áp suất chân không.
Dụng cụ đo: Vacumeter
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 15
- Chƣơng 1 Thông số trạng thái
Áp suất tuyệt đối: ptđ
Khi ptđ > pkq: 1bar = 105 N/m2 = 750 mmHg
ptđ = pkq + pd 1at = 0,981 bar = 1 kgf/cm2
= 10 mH2O
Khi ptđ < pkq:
1 N/m2 = 1 Pa
ptđ = pkq – pck 1 psi = 6895 N/m2
Chỉ có áp suất
tuyệt đối mới là
Chú ý thông số
trạng thái
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 16
- Chƣơng 1 Thông số trạng thái
AÙp suaát moâi tröôøng khaûo saùt
lôùn hôn aùp suaát khí quyeån
AÙp suaát dö
AÙp suaát khí quyeån
AÙp suaát tuyeät ñoái
Ñoä chaân khoâng
AÙp suaát moâi tröôøng khaûo saùt
nhoû hôn aùp suaát khí quyeån
AÙp suaát tuyeät ñoái
Chaân khoâng tuyeät ñoái
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 17
- Chƣơng 1 Thông số trạng thái
3. THỂ TÍCH RIÊNG
Thể tích riêng: Khối lƣợng riêng:
V G 1
v
G V v
Trong đó: G – Khối lƣợng của khối chất môi giới đang khảo sát, kg
V – Thể tích choán chỗ của khối chất môi giới đó, m3
Chỉ có thể tích
riêng mới là
Chú ý thông số
trạng thái
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 18
- Chƣơng 1 Thông số trạng thái
4. NỘI NĂNG
Tổng độ biến thiên năng lƣợng của một hệ thống:
E E đ E t U
Trong phạm vi nhiệt động lực học, hệ thống hầu
nhƣ không có sự thay đổi vị trí E = U
Trong phạm vi vi mô của hệ thống:
U Uđ U t
Nếu G = 1 kg: u uđ ut
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 19
- Chƣơng 1 Thông số trạng thái
Trong bài toán về nhiệt động với chất môi giới là khí
lý tƣởng, độ biến thiên nội năng của hệ thống đƣợc
xác định nhƣ sau:
- Khi G = 1 kg: u c v T2 T1 , kJ/kg
- Khi G ≠ 1 kg: U G.u Gc v T2 T1 , kJ
Trong đó: cv – Nhiệt dung riêng khối lƣợng đẳng tích, kJ/kgK
T1,T2 – Nhiệt độ đầu và cuối của quá trình khảo sát, K
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 20
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
