NGUYÊN LÝ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC Hiệu suất động nhiệt  A QH  QL Q   1 L QH QH QH QH - nhiệt mà tác nhân nhận nguồn nóng QL - nhiệt mà tác nhân tỏa nguồn lạnh Hệ số làm lạnh máy lạnh  QL QL  A QH  QL QL- nhiệt lương mà tác nhân nhận nguồn lạnh QH - nhiệt mà tác nhân tỏa nguồn nóng Hiệu suất động nhiệt hoạt động theo chu trình Carnot thuận   1 TL TH Hệ số làm lạnh máy lạnh hoạt động theo chu trình Carnot ngược  TL TH  TL Độ biến thiên etropy trạng thái (1) (2) trình thuận nghịch  S  S  S1  (2)  (1) Q T Đối với khí lý tưởng: m T2 V  m p V   R ln    C V ln  C p ln   C V ln  T1 V1    p1 V1  (2)  Đoạn nhiệt: Q    S   Q   S  const T (1) S   Đẳng nhiệt: T  const   S  (2)  (1) Q  T T (2) Q  Q  T (1) Nguyên lý tăng Entropy Với trình nhiệt động thực tế xảy hệ cô lập, entropy hệ tăng S  Dấu “=” xảy trình thuận nghịch, dấu “>” xảy trình không thuận nghịch Các tập cần làm: 9.1, 9.3, 9.4, 9.6, 9.7, 9.10, 9.12, 9.14, 9.16, 9.18, 9.19, 9.20, 9.21, 9.22, 9.23, 9.25, 9.27 MỘT SỐ BÀI TẬP ĐẶC TRƯNG Bài 9.4 Một động nhiệt làm việc theo chu trình Carnot, sau chu trình sinh công A = 7,35 104J Nhiệt độ nguồn nóng 100°C, nhiệt độ nguồn lạnh 0°C Tìm: a) Hiệu suất động cơ? b) Nhiệt lượng nhận nguồn nóng sau chu trình? c) Nhiệt lượng nhà cho nguồn lạnh sau chu trình? Tóm tắt: A  7,35.104  J  , t H  100o C  TH  373K, t L  0o C  TL  273K a)carnot  ? b)Q H  ? c)QL  ? Bài giải: T 273 a) carnot   L    26,81% TH 373 A 7,35.104   27, 42.104  J  carnot 26,81% c) QL  QH  A  27, 42.104  7,35.104  20,07.104  J  Bài 9.7 Một máy lạnh làm việc theo chu trình Carnot nghịch, tiêu thụ công suất 36800W Nhiệt độ nguồn lạnh -10°C, nhiệt độ nguồn nóng 17°C Tính: a) Hệ số làm máy? b) Nhiệt lượng lấy nguồn lạnh giây? c) Nhiệt lượng nhả cho nguồn nóng giây? Tóm tắt: P  36800  W  , t L  10o C  TL  263K, t H  17 o C  TH  290K a)  ? b)t  1 s   Q L  ? c)t  1 s   QH  ? Bài giải: TL 263 a)     9, 74 TH  TL 290  263 Q b) Ta có:   L  Q L  A  Pt  9, 74.36800.1  0, 36.10  J  A c) Ta có: QH  A  QL  A  A  A    1  Pt    1  36800.1  9, 74  1  0,395.106  J  Bài 9.14 Hình 9-2 trình bày giản đồ lý thuyết động đốt kỳ a) Trong trình đầu tiên, hỗn hợp cháy nạp vào xi lanh, p  const thể tích tăng từ (nhánh AB); b) Trong trình thứ hai (nhánh BC), hỗn hợp cháy nén đoạn nhiệt từ V1  V2 Khi nhiệt độ tăng từ T0 đến T1 áp suất từ p  p1 ; c) Tiếp theo trình đốt cháy nhanh hỗn hợp cháy tia lửa điện; áp suất tăng từ , thể tích không đổi V2 ( nhánh CD), nhiệt độ tăng đến T2 ; d) Tiếp theo trình giãn đoạn nhiệt từ V2 đến V1 ( nhánh DE), nhiệt độ giảm xuống T3 ; e) Ở vị trí cuối pittông ( điểm E) , van mở, khí thoát ngoài, áp suất giảm nhanh đến p , thể tích không đổi V1 (nhánh EB) g) Cuối trình nén đẳng áp áp suất p (nhánh BA) b) QH  Hãy tính hiệu suất chu trình hệ số nén V1  hệ số đoạn nhiệt 1,33 V2 Bài giải: - Trước hết ta thấy trình AB BA trình thuận nghịch nên: Q AB  Q BA , AAB   ABA - trình đoạn nhiệt BC DE không trao đổi nhiệt - Quá trình CD trình nhận nhiệt: QH  QCD  CV  TD  TC  - Quá trình EB trình tỏa nhiệt: QL  QL  C V  TB  TE  Hiệu suất: i  R  TB  TE  CV  TB  TE  R  TB  TE  QL QL p V  p E VE   1  1  1  1  1  1 B B i CV  TD  TC  R  TD  TC  QH QH p D VD  pC VC  R  TD  TC  V p p VB  V1 , VE  V1 , VD  V2 , VC  V2     B E V2 p D  p C Mặt khác xét trình đoạn nhiệt BC DE ta có:  p  V2  B         pC  V1  p p p  pE p  pE p B VB  pC VC p B V1  pC V2    B  E  B  B       pC p D pC  pD p D  pC  p E  V2  p D VD  p E VE p D V2  pE V1      p D  V1  Thay vào:  1 1,331 V  V p  pE V p V V  1   1 B  1 B  1    1    1    41, 2% V2 p D  pC V2 pC V2  V1  5  V1  Bài 9.18 Tính độ biến thiên entropy hơ nóng đẳng áp 6,5 gram hidro, thể tích khí tăng lên gấp đôi Tóm tắt: H , m  6,5g, p  const, V2  2V1 S  ? Bài giải: Quá trình đẳng áp: m m dT m T m V 6,5 8,31.ln  65,52  J / K  Q  Cp dT  S   C p  C p ln  Cp ln    T  T1  V1 2 ... Hình 9-2 trình bày giản đồ lý thuyết động đốt kỳ a) Trong trình đầu tiên, hỗn hợp cháy nạp vào xi lanh, p  const thể tích tăng từ (nhánh AB); b) Trong trình thứ hai (nhánh BC), hỗn hợp cháy nén... chu trình hệ số nén V1  hệ số đoạn nhiệt 1,33 V2 Bài giải: - Trước hết ta thấy trình AB BA trình thu n nghịch nên: Q AB  Q BA , AAB   ABA - trình đoạn nhiệt BC DE không trao đổi nhiệt - Quá