4.1 Giới thiệu chung
-Định luật (ĐL) 1 nhiệt động
học: bảo toàn, biến đổi năng
lượng:
-Không chỉ điều kiện xảy ra
quá trình, VD:
-Điện (qua điện trở) → nhiệt
Ngược lại: không thể
-Nhiệt không làm quay cánh
quạt gió
Chương 4. Định luật 2 nhiệt động học 1
-Thỏa mãn ĐL 1 chưa đủ để xảy ra quá trình
nhiệt động
-→ cần điều kiện nêu trong ĐL 2
-ĐL 2 cung cấp những phương tiện:
• Dự đoán chiều hướng diễn biến
• Xác định điều kiện trạng thái cân bằng
• Xác định hiệu suất lý thuyết tối ưu cho chu trình
trong động cơ, máy lạnh…
Chương 4. Định luật 2 nhiệt động học 2
4.2 Động cơ nhiệt, máy lạnh và
bơm nhiệt
4.2.1 Động cơ nhiệt
- Công → Năng lượng (NL) khác:
dễ dàng
-Ngược lại: không dễ
-Nhiệt →công: Động cơ (ĐC) nhiệt,
VD:
• ĐC đốt trong (xăng, diesel…)
Chương 4. Định luật 2 nhiệt động học 3
High Temp
SOURCE
Low Temp
SINK
Heat
Engine
Qin
Qout
Wnet,out
• Tuabin hơi
•Tuabin khí
• ĐC phản lực
-Đặc trưng của động cơ nhiệt:
• Nguồn nóng cấp nhiệt Qin (𝑄1) (lò
đốt, buồng phản ứng, NL mặt
trời…)
• Một phần NL nhiệt biến thành công
ngoài Wnet,out (𝐿𝑛) (quay bánh xe ô
tô, máy phát điện, máy công tác…)
Chương 4. Định luật 2 nhiệt động học 4
High Temp
SOURCE
Low Temp
SINK
Heat
Engine
Qin
Qout
Wnet,out
• Thải một phần NL ở dạng nhiệt Qout (𝑄2)
cho nguồn lạnh (khí quyển, sông, biển…)
•Môi chất công tác: khí, hơi
• Hoạt động theo chu trình thuận
• Hiệu suất nhiệt:
𝑡=𝑊
𝑛𝑒𝑡,𝑜𝑢𝑡
𝑄𝑖𝑛 =𝑄𝑖𝑛−𝑄𝑜𝑢𝑡
𝑄𝑖𝑛 = 1 − 𝑄𝑜𝑢𝑡
𝑄𝑖𝑛 = 1 −
𝑄2
𝑄1= 1 − 𝑞2
𝑞1(4-1)
q1: tổng lượng nhiệt đưa vào cho môi chất trong các quá trình cấp
nhiệt của chu trình
q2: tổng lượng nhiệt do môi chất nhả ra trong các quá trình nhả nhiệt
của chu trình
Chương 4. Định luật 2 nhiệt động học 5
High Temp
SOURCE
Low Temp
SINK
Heat
Engine
Qin
Qout
Wnet,out