intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài tập Cơ sở khoa học vật liệu: Tính chất nhiệt của vật liệu - ThS. Nguyễn Ngọc Trí Huỳnh

Chia sẻ: Thiên Lăng Sở | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:30

Thêm vào BST
Báo xấu
45
lượt xem 1
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài tập Cơ sở khoa học vật liệu: Tính chất nhiệt của vật liệu - ThS. Nguyễn Ngọc Trí Huỳnh cung cấp cho học viên những kiến thức về tính chất nhiệt của vật liệu, nhiệt động lực học, nguyên lý thứ không của nhiệt động lực học, nguyên lý thứ hai của nhiệt động lực học,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài tập Cơ sở khoa học vật liệu: Tính chất nhiệt của vật liệu - ThS. Nguyễn Ngọc Trí Huỳnh

  1. CƠ SỞ KHOA HỌC VẬT LIỆU ThS. Nguyễn Ngọc Trí Huỳnh 5/2016
  2. TÍNH CHẤT NHIỆT CỦA VẬT LIỆU TÍNH CHẤT NHIỆT CỦA VẬT LIỆU
  3. TÍNH CHẤT NHIỆT CỦA VẬT LIỆU • Nhiệt độ là một trong số 7 chuẩn cơ bản của hệ SI. • Nhiệt độ trong khoa học nói chung, trong vật lý nói riêng được đo theo nhiệt giai Kelvin. • Nhiệt độ của một vật có thể tăng vô hạn, tuy nhiên, không thể hạ thấp vô hạn. • Nhiệt độ thấp giới hạn được chọn làm mốc “không” của nhiệt giai Kelvin. • 273,16K là nhiệt độ định nghĩa tại điểm ba của nước.
  4. TÍNH CHẤT NHIỆT CỦA VẬT LIỆU Nhiệt động lực học • Cơ học xét các năng lượng cơ, ngoại năng của hệ và phần lớn do các định luật Newton chi phối. • Nhiệt học hay nhiệt động lực học xét đến nội năng, với khái niệm trung tâm của nhiệt động lực học là nhiệt độ.
  5. TÍNH CHẤT NHIỆT CỦA VẬT LIỆU Nguyên lý thứ không của nhiệt động lực học • Mỗi vật có một tính chất gọi là nhiệt độ. • Khi hai vật ở trạng thái cân bằng với nhau, nhiệt độ của chúng bằng nhau.
  6. TÍNH CHẤT NHIỆT CỦA VẬT LIỆU Nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học • Một hệ với nhiệt lượng Q và công W biểu diễn sự thay đổi trong tính chất nội tại bản thân hệ. • Tính chất này gọi là nội năng của hệ Eint. • Ta có: Eint  Eint f  Eint i  Q  W • Nếu hệ nhiệt động lực học chỉ chịu biến đổi vi phân, ta có thể viết lại phương trình trên như sau: dEint  Q  W
  7. TÍNH CHẤT NHIỆT CỦA VẬT LIỆU Nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học dEint  Q  W Vi phân thực Vi phân không hoàn chỉnh → Không có các hàm Q(p,V) và W(p,V) chỉ phụ thuộc trạng thái hệ.
  8. TÍNH CHẤT NHIỆT CỦA VẬT LIỆU Nguyên lý thứ hai của nhiệt động lực học • Nhiệt lượng không thể biến đổi hoàn toàn thành công mà không có bất kỳ một sự biến đổi nào khác. • Không có động cơ (hay máy lạnh) thực nào làm việc với hai nhiệt độ có hiệu suất cao hơn hiệu suất của động cơ Carnot làm việc giữa hai nhiệt độ đó.
  9. TÍNH CHẤT NHIỆT CỦA VẬT LIỆU Nguyên lý thứ hai của nhiệt động lực học Ta cũng có thể phát biểu nguyên lý thứ hai thông qua đại lượng entropi (S) như sau: • Độ biến thiên của entropi với một hệ biến đổi thuận nghịch từ trạng thái đầu (i) đến trạng thái cuối (f) được định nghĩa bằng: f f dQ Sf  Si   dS   i i T
  10. TÍNH CHẤT NHIỆT CỦA VẬT LIỆU Nguyên lý thứ hai của nhiệt động lực học • Xét một quá trình nhiệt động lực học diễn ra từ một trạng thái cân bằng này đến một trạng thái cân bằng khác. • Entropi của hệ và môi trường hoặc không đổi hoặc tăng. dSuniv  dS  dSsurr  0 Entropi hệ Entropi môi trường
  11. TÍNH CHẤT NHIỆT CỦA VẬT LIỆU Nguyên lý thứ ba của nhiệt động lực học • Nguyên lý thứ ba mô tả trạng thái “không” tuyệt đối mà tại đó các phần tử cấu tạo không chuyển động, không dao động. • Nhiệt độ “không” tuyệt đối, T = 0K được xác định khi các phần tử đứng yên ở nút mạng. • Nhiệt độ đặc trưng mức chuyển động các phần tử trong mạng. • Tại T = 0K, các phần tử đứng yên, nhưng các electron vẫn chuyển động.
  12. TÍNH CHẤT NHIỆT CỦA VẬT LIỆU GIÃN NỞ NHIỆT
  13. TÍNH CHẤT NHIỆT CỦA VẬT LIỆU Giãn nở nhiệt • Vật liệu có sự thay đổi kích thước khi bị đốt nóng. • Lưu ý là thay đổi bao gồm cả tăng vào giảm so với kích thước ban đầu. Hầu hết vật liệu trong điều kiện thông thường sẽ giãn ra khi gia nhiệt. • Ta có phương trình mô tả sự giãn nở vì nhiệt của vật liệu như sau: L  L0 T L  L0   (T  T0 ) L0
  14. TÍNH CHẤT NHIỆT CỦA VẬT LIỆU Giãn nở nhiệt L  L0  (T  T0 ) L0 Hệ số giãn nở dài • Trường hợp có sự thay đổi thể tích của một vật liệu rắn hoặc một chất lỏng có thể tích, ta có: V  V0T Hệ số giãn nở khối: β = 3α
  15. TÍNH CHẤT NHIỆT CỦA VẬT LIỆU • Đường ray tàu hỏa được làm bằng thép. • Mỗi thanh ray dài 12m. • Hệ số giãn nở nhiệt dài của thép bằng 11x10-6m/oC. • Người ta đặt đường ray khi nhiệt độ 0oC thì khe hở giữa hai thanh ray là bao nhiêu để khi nhiệt độ 42oC chúng vừa khít với nhau.
  16. TÍNH CHẤT NHIỆT CỦA VẬT LIỆU • Ta có độ giãn nở nhiệt dài của thanh ray thép: l  lT  l  12  11106    42  0   5,5 103 m  5,5mm
  17. TÍNH CHẤT NHIỆT CỦA VẬT LIỆU • Một dây thép dài 130cm, đường kính 1,1mm. • Hệ số giãn nở nhiệt dài của dây bằng 11x10-6m/oC. • Modul đàn hồi của thép bằng 200x109N/m2. • Nung thanh thép đến 830oC và căng chặt giữa hai trụ cứng cố định. • Hỏi sức căng xuất hiện trong dây thép là bao nhiêu khi nó nguội xuống 20oC?
  18. TÍNH CHẤT NHIỆT CỦA VẬT LIỆU • Độ co lại của dây thép khi hai đầu tự do: l  lT  l  1,3  11106    830  20   1,16 102 m  1,16cm • Khi bị cố định 2 đầu, dây không co lại được. • Lực căng trong dây: l F  EA l 1,16 10 2  1,110  3 2 F   200  10   9  1700N 1,3 4
  19. TÍNH CHẤT NHIỆT CỦA VẬT LIỆU • Đồng nóng chảy ở 1085oC được rót vào một khuôn có độ dài 1m. • Giả sử đồng chỉ giãn nở nhiệt theo một chiều, hệ số giãn nở nhiệt của đồng bằng 16,6x10-6mm.oC-1. • Tính độ dài của sản phẩm đồng sau khi tháo khuôn làm nguội về nhiệt độ phòng (25oC).
  20. TÍNH CHẤT NHIỆT CỦA VẬT LIỆU • Ta có công thức tính hệ số giãn nở nhiệt: l  lT  l  lT  l  1 103  16, 6 106   1085  25   17, 6mm • Độ dài lúc sau của thanh đồng: lf  li  l  lf  1000  17, 6  982, 4mm
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2