intTypePromotion=3

Bài giảng Nhiệt động lực học kỹ thuật: Chương 2 - TS. Nguyễn Minh Phú

Chia sẻ: Năm Tháng Tĩnh Lặng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

0
60
lượt xem
14
download

Bài giảng Nhiệt động lực học kỹ thuật: Chương 2 - TS. Nguyễn Minh Phú

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 2 của bài giảng Nhiệt động lực học kỹ thuật đề cập đến định luật nhiệt động thứ nhất. Trong chương này gồm có các nội dung như: Công cơ học, nhiệt lượng, định luật nhiệt động thứ nhất. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Nhiệt động lực học kỹ thuật: Chương 2 - TS. Nguyễn Minh Phú

  1. Baøi giaûng Nhieät ñoäng löïc hoïc kyõ thuaät CHÖÔNG 2: ÑÒNH LUAÄT NHIEÄT ÑOÄNG I CHƯƠNG 2 ÑÒNH LUAÄT NHIEÄT ÑOÄNG THÖÙ NHAÁT 1. COÂNG 1.1 KHAÙI NIEÄM - Coâng cô hoïc W ñöôïc xem laø tích soá giöõa löïc F vaø ñoaïn ñöôøng dòch chuyeån dx theo chieàu taùc ñoäng cuûa löïc: F 2 W   Fdx dx 1 [ J] [N].[ m ] - Coâng khoâng phaûi laø thoâng soá traïng thaùi, töùc laø khoâng theå noùi taïi moät traïng thaùi naøo ñoù coâng coù giaù trò laø bao nhieâu maø coâng chæ xuaát hieän khi chaát moâi giôùi tieán haønh moät quaù trình naøo ñoù. - Qui öôùc daáu: coâng > 0 : sinh coâng coâng < 0 : nhaän coâng 1.2 COÂNG TRONG HEÄ KÍN - Döôùi taùc ñoäng cuûa aùp suaát chaát moâi giôùi, beà maët ranh giôùi seõ bò dòch chuyeån laøm taêng (giaûm) theå tích chaát moâi giôùi ta goïi ñoù laø coâng giaûn nôû (neùn). - Hai loaïi coâng naøy ñeàu laøm thay ñoåi theå tích cuûa khoái chaát moâi giôùi vaäy goïi chung laø coâng do söï thay ñoåi theå tích wtt dV F=p.A Goïi A: tieát dieän pittoâng p: aùp suaát cuûa moâi chaát V: theå tích Moâi chaát dx CBGD: TS. NGUYEÃN MINH PHUÙ -1-
  2. Baøi giaûng Nhieät ñoäng löïc hoïc kyõ thuaät CHÖÔNG 2: ÑÒNH LUAÄT NHIEÄT ÑOÄNG I Wtt  Fdx  pAdx  pdV V2 hay Wtt   pdV V1 v2 Vieát cho 1 kg: w tt   pdv v1 1.2 COÂNG TRONG HEÄ HÔÛ - Nhö ñaõ trình baøy trong chöông tröôùc, heä hôû laø heä maø chaát moâi giôùi coù theå ñi vaøo vaø ñi ra khoûi heä nhö caùc thieát bò: maùy neùn, tuabin, quaït, … - Coâng trong heä hôû w goàm hai thaønh phaàn: + Coâng kyõ thuaät wkt: laø coâng coù theå söû duïng trong kyõ thuaät nhö coâng lieân quan ñeán truïc quay, coâng do söï dòch chuyeån cuûa beà maët ranh giôùi, … 2 w kt    vdp hay w tt  vdp 1 p  , dp  , wkt  p  , dp  , wkt  p = const, dp = 0, wkt = 0 + Coâng löu ñoäng wlñ: laø thaønh phaàn coâng coù lieân quan ñeán aùp suaát cuûa chaát moâi giôùi taùc ñoäng leân beà maët ranh giôùi ôû ñaàu vaøo vaø ñaàu ra cuûa heä. 2. NHIEÄT LÖÔÏNG - Nhieät löôïng laø löôïng naêng löôïng ñi xuyeân qua beà maët ranh giôùi khi giöõa chaát moâi giôùi vaø moâi tröôøng coù söï cheânh leäch nhieät ñoä. - Cuõng nhö coâng, khaùi nieäm nhieät löôïng taïi moät traïng thaùi laø hoaøn toaøn voâ nghóa, nhieät löôïng chæ xuaát hieän khi tieán haønh moät quaù trình naøo ñoù.  Tính nhieät löôïng theo nhieät dung rieâng: Trong chöông trình phoå thoâng chuùng ta ñaõ hoïc coâng thöùc tính nhieät löôïng theo nhieät dung rieâng Q = Gc t hay q=c t CBGD: TS. NGUYEÃN MINH PHUÙ -2-
  3. Baøi giaûng Nhieät ñoäng löïc hoïc kyõ thuaät CHÖÔNG 2: ÑÒNH LUAÄT NHIEÄT ÑOÄNG I Xeùt trong quaù trình voâ cuøng beù thì q  cdt  Tính nhieät löôïng theo söï thay ñoåi entroâpi: Entroâpi laø gì ? Entropi s (kJ/kg.K) nhö ñaõ ñeà caäp trong muïc 2 chöông 1, entropi laø moät thoâng soá traïng thaùi cuûa chaát moâi giôùi maø löôïng bieán ñoåi cuûa noù duøng ñeå löôïng hoaù möùc ñoä khoâng thuaän nghòch cuûa caùc quaù trình thöïc teá. q Ñoái vôùi quaù trình thuaän nghòch ds   q  Tds T 3. ÑÒNH LUAÄT NHIEÄT ÑOÄNG THÖÙ NHAÁT - ÑLNÑ I laø ñònh luaät baûo toaøn vaø chuyeån hoaù naêng löôïng trong phaïm vi nhieät ñoäng: “Naêng löôïng khoâng töï sinh ra vaø khoâng töï maát ñi, noù chæ bieán ñoåi töø daïng naêng löôïng naøy sang daïng naêng löôïng khaùc” - Trong nhieät ñoäng löïc hoïc, phöông trình bieåu dieån moái quan heä giöõa coâng, nhieät löôïng vaø caùc daïng naêng löôïng khaùc ñöôïc goïi laø ñònh luaät nhieät ñoäng thöù nhaát. 3.1 ÑLNÑ I VIEÁT CHO HEÄ KÍN W Q Xeùt heä kín nhö hình veõ, giaû söû ban ñaàu heä mang naêng löôïng E1, caáp nhieät löôïng Q vaøo heä, khi ñoù heä coù naêng löôïng E2 vaø sinh coâng W. Theo ñònh luaät baûo toaøn naêng löôïng: E1 + Q = E2 + W Hay Q = E2 – E1 + W = E + W Trong phaïm vi nhieät ñoäng löïc hoïc thì E = U + KE + PE Trong ñoù U = m(u2 – u1): noäi naêng CBGD: TS. NGUYEÃN MINH PHUÙ -3-
  4. Baøi giaûng Nhieät ñoäng löïc hoïc kyõ thuaät CHÖÔNG 2: ÑÒNH LUAÄT NHIEÄT ÑOÄNG I 1 KE = m(V22  V12 ) : ñoäng naêng 2 PE = mg(h2 – h1): theá naêng Trong heä nhieät kín, do söï thay ñoåi caùc thaønh phaàn ñoäng naêng vaø theá naêng khoâng ñaùng keå neân Q = U + W phöông trình naøy goïi laø phöông trình ÑLNÑ thöù nhaát vieát cho heä kín. Vieát laïi döôùi daïng öùng vôùi moät bieán ñoåi voâ cuøng beù chaát moâi giôùi vaø khoái löôïng chaát moâi giôùi laø 1 kg: q  du  w Do laø heä kín neân w  w tt  pdv Suy ra q  du  pdv (*) du Ñoái vôùi khí lyù töôûng: c v  neân q  c v dT  pdv dT 3.1 ÑLNÑ I VIEÁT CHO HEÄ HÔÛ Töø (*) q = du + pdv = du + pdv + vdp – vdp = du + d(pv) – vdp = d(u + pv) – vdp Ñaët i = u + pv, i goïi laø entanpi (kJ/kg, kcal/kg) laø moät thoâng soá traïng thaùi daãn suaát vaø ñöôïc tính theo bieåu thöùc giöõa u vaø tích soá pv. Suy ra q = di – vdp Maët khaùc w kt = -vdp Neân q = di + w kt phöông trình naøy goïi laø phöông trình ÑLNÑ thöù nhaát vieát cho heä hôû (khi bỏ qua löôïng bieán ñoåi ñoäng naêng vaø theá naêng) di Ñoái vôùi khí lyù töôûng: cp  neân q  cpdT  vdp dT CBGD: TS. NGUYEÃN MINH PHUÙ -4-
  5. Baøi giaûng Nhieät ñoäng löïc hoïc kyõ thuaät CHÖÔNG 2: ÑÒNH LUAÄT NHIEÄT ÑOÄNG I Toùm taét Ñoái vôùi moïi chaát moâi giôùi Ñoái vôùi khí lyù töôûng q  du  pdv q  c v dT  pdv q = di – vdp q  cpdT  vdp CBGD: TS. NGUYEÃN MINH PHUÙ -5-

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản