PHẦN I MỞ ĐẦU I-LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Xã hội ngày càng phát triển, mức sống người dân ngày càng nâng cao, nhu cầu về tiện nghi tăng lên không ngừng. Điều này đòi hỏi các thiết bị, máy móc phải tăng lên không ngừng về số lượng, chất lượng, mẫu mã. Để đáp ứng nhu cầu đó, các nhà sản xuất đặt vấn đề với các nhà khoa học phải nghiên cứu tìm ra mọi biện pháp thích hợp nhằm nâng cao năng suất, cải thiện mẫu mã, giảm giá thành sản phẩm, nâng cao khả năng cạnh tranh giữa các đơn vị sản xuất-máy nhiệt là một bộ phận không thể thiếu trong các thiết bị trên. Máy nhiệt chia thành hai nhóm: động cơ nhiệt và máy lạnh, động cơ nhiệt bao gồm động cơ đốt trong (ĐCĐT) và tuabin khí (hơi). ĐCĐT được sử dụng để làm động cơ của ô tô, xe lửa, máy kéo, xe tăng,….Tuabin khí (hơi) được sử dụng để làm động cơ cho máy bay, tên lửa, máy phát điện,…. Máy lạnh bao gồm máy làm lạnh và bơm nhiệt. Máy làm lạnh được ứng dụng trong công nghiệp điều chế các sản phẩm hóa học, trong y tế, trong bảo quản các thực phẩm tươi sống (xây dựng và phát triển mạng lưới các trạm lạnh ở nước ta sẽ có tác dụng điều hòa thực phẩm trong năm và nâng cao chất lượng và số lượng rau quả xuất khẩu) ….Bơm nhiệt sử dụng để sấy khô phim ảnh, sấy khô nông-lâm sản, bảo quản các thực phẩm khô ( đảm bảo chế độ nhiệt ẩm trong các nhà máy dệt, may, nhuộm, in, chế tạo dụng cụ quang học, dụng cụ đo lường,… sẽ nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm số lượng phế phẩm )…. Máy làm lạnh và bơm nhiệt có thể được chế tạo riêng lẽ, nhưng cũng có thể kết hợp thành máy điều hòa nhiệt độ hai chiều, nó có thể làm cho nhiệt độ trong phòng thấp hơn hoặc cao hơn nhiệt độ môi trường ngoài và duy trì nhiệt độ ấy trong khoảng thời gian tùy ý. Do đó, máy điều hòa nhiệt độ hai chiều được ứng dụng cho các nước nhiệt đới lẫn các nước ôn đới, hàn đới; được ứng dụng trong mùa hè lẫn mùa đông. Nó được sử dụng ở phòng ngủ nhằm phục hồi nhanh chóng sức khỏe con người sau giờ làm việc, giảm chi phí y tế, nâng cao tuổi thọ; sử dụng ở công sở để tăng khả năng làm việc của con người ( khoa học đã chứng tỏ rằng cứ nhiệt độ trong nhà máy tăng lên 1 độ thì năng suất lao động của công nhân bị giảm 1- 2,5% ); sử dụng trên các phương tiện vận tải giúp con người cảm thấy dễ chịu, thoải mái trong quá trình đi lại. Như vậy, máy nhiệt đã góp phần quan trọng và tạo nền tảng thúc đẩy sự phát triển các nghành sản xuất vật chất, phục vụ chu đáo cho đời sống con người. Để nâng cao hiệu quả làm việc của thiết bị sử dụng máy nhiệt thì chúng ta phải nắm được đặc điểm cấu tạo, mục đích sử dụng, chu trình lý thuyết của từng loại, đồng thời so sánh với chu trình Carnot thuận nghịch làm việc trong cùng nguồn nhiệt để tìm mọi biện pháp có thể có nhằm nâng cao hệ số chuyển hóa năng lượng sát với yêu cầu thực tế, hạ giá thành của sản phẩm. Ngoài ra, máy nhiệt được đưa vào chương trình vật lý phổ thông nhằm giúp học sinh có những hiểu biết thông thường về kỹ thuật. Do đó, là sinh viên khoa Vật lý cần tìm hiểu về máy nhiệt để việc giảng dạy sau này được tốt hơn. 1 Qua phân tích trên, tôi thấy việc nghiên cứu nguyên lý hoạt động, chu trình lý thuyết máy nhiệt là cần thiết đối với sinh viên. Do đó, tôi chọn đề tài “Bài toán lý thuyết cơ bản và thực tế về máy nhiệt” để làm khóa luận tốt nghiệp. II- MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Thông qua nghiên cứu chu trình lý thuyết máy nhiệt, đề tài sẽ tìm mức độ ảnh hưởng của các thông số nhiệt động đến sự hoàn thiện việc chuyển hóa năng lượng. So sánh các chu trình lý thuyết. Tìm và giải các bài tập về chu trình; trên cơ sở đó, xây dựng bài tập cơ sở, tổng quát. III-NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU Để hoàn thành đề tài, tôi đã vạch đề cương chi tiết, tìm hiểu và nghiên cứu kĩ lý thuyết Nhiệt Động Lực Học(NĐLH), tìm hiểu sơ đồ nguyên lý, nguyên lý hoạt động, chu trình lý thuyết của một số loại máy nhiệt, tóm tắt lý thuyết, xây dựng một số bài toán lý thuyết cơ bản và thực tế kèm theo hướng giải. III- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Trong đề tài này, tôi đã sử dụng phương pháp nghiên cứu tài liệu, tìm hiểu sách, tạp chí, những trang Web liên quan, tham khảo ý kiến giáo viên hướng dẫn, tranh thủ ý kiến đóng góp của các thầy cô và các bạn sinh viên. IV- CẤU TRÚC ĐỀ TÀI Gồm ba phần: Phần I: Mở đầu. Phần II: Nội dung. Chương I: Cơ sở lý thuyết. Chương II: Một số bài toán cơ bản và thực tế về máy nhiệt. Phần III: Kết luận. V- GIỚI HẠN ĐỀ TÀI Do thời gian và năng lực có hạn nên tôi không đi sâu vào cơ chế hoạt động vi mô của từng loại máy nhiệt mà chỉ tìm hiểu về nguyên lý hoạt động và tính toán hệ số chuyển hóa năng lượng trong chu trình lý thuyết của một số loại máy nhiệt sử dụng môi chất khí lý tưởng, đồng thời phân loại một số dạng toán thường gặp. Trong khi nghiên cứu đề này, tôi đã được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy Nguyễn Văn Lễ, sự chỉ bảo của thầy cô trong khoa và sự giúp đỡ của các bạn sinh viên cùng lớp. Tôi xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Lễ, các thầy cô khoa Lý-KTCN và các bạn sinh viên lớp Sư Phạm Lý K27. Tuy nhiên, do mới làm quen với phương pháp nghiên cứu khoa học và khả năng còn hạn chế nên không tránh khỏi sai sót trong khóa luận. Tôi rất mong đón nhận những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy cô và các bạn. Quy Nhơn, tháng 5 năm 2008 Sinh viên thực hiện Hà Minh Trọng 2 PHẦN II NỘI DUNG Chương I CƠ SỞ LÝ THUYẾT A-SƠ LƯỢC VỀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÁY NHIỆT 1. Động cơ nhiệt 2. Máy lạnh và bơm nhiệt B- CƠ SỞ LÝ THUYẾT I-Tóm tắt lý thuyết 1. Phương trình Clapeyron – Mendeleev của khí lý tưởng 2. Độ biến thiên nội năng 3. Công và nhiệt lượng 4.Nguyên lý I NĐLH 5. Phương trình trạng thái của các quá trình cơ bản 6. Nguyên lý II NĐLH 7. Một số cách tính nhiệt lượng II-Máy nhiệt: 1. Chu trình Carnot thuận nghịch 2. Chu trình lý thuyết của một số loại máy nhiệt 2.1 Động cơ đốt trong 2.1.1 Chu trình ĐCĐT cấp nhiệt đẳng tích 2.1.2 Chu trình ĐCĐT cấp nhiệt đẳng áp 2.1.3 Chu trình ĐCĐT cấp nhiệt hỗn hợp 2.2 Tuabin khí 2.2.1 Chu trình tuabin khí cấp nhiệt đẳng áp 2.2.2 Chu trình tuabin khí cấp nhiệt đẳng tích: 2.3. Chu trình thiết bị làm lạnh 3. Máy điều hòa nhiệt độ hai chiều Chương II MỘT SỐ BÀI TOÁN CƠ BẢN VÀ THỰC TẾ VỀ MÁY NHIỆT A-BÀI TOÁN CƠ BẢN I- LOẠI TOÁN CÓ QUÁ TRÌNH: P = f(V) (bài 1 → bài 5) II- LOẠI TOÁN CÓ QUÁ TRÌNH: T = f(S) (bài 6 → bài8) III-LOẠI TOÁN CỰC TRỊ (bài 9→ bài 14) B-BÀI TOÁN THỰC TẾ 3 I-BÀI TOÁN VỀ ĐỘNG CƠ NHIỆT (bài 1 → bài 7) II-BÀI TOÁN VỀ MÁY LẠNH VÀ BƠM NHIỆT (bài 8) III-BÀI TOÁN VẬN DỤNG (bài 9 → bài 20) Trên đây, tôi đã trình bày tóm lược về nội dung khóa luận. Sau đây, tôi xin trình bày cụ thể hai bài thuộc phần bài toán cơ bản (bài 1 và bài 3), một bài thuộc phần bài toán thực tế (bài 7). Bài 1: 4 Một lượng khí lý tưởng đơn nguyên tử ở trạng thái 1 1 1( , )P V . Khí dãn nở thuận nghịch đến trạng thái 2 2 2( , )P V theo quá trình mà áp suất phụ thuộc tuyến tính vào thể tích. Xác định nhiệt lượng mà khí nhận vào, tỏa ra trong quá trình này. Hướng giải: Phương trình đường thẳng 12 qua điểm 1 1 1( , )P V và điểm 2 2 2( , )P V : P aV b = + (1) 2 1 1 2 2 1 2 1 2 1 ; P P PV PV a b V V V V − − = = − − * Trường hợp 1: 2 1 0P P a > → > 12 12 12 Q A U = + ∆ (3) ( ) ( ) ( ) 2 1 (2) 12 1 2 2 1 (1) 1 2 V V A PdV aV b dV P P V V = = + = + − ∫ ∫ (4.a) 12 2 1 2 2 1 1 3 ( ) ( ) 2 2 i U R T T PV PV ν ∆ = − = − (4.b) ( ) ( ) 12 1 2 2 1 2 2 1 1 1 3 ( ) 2 2 Q P P V V PV PV → = + − + − (5) * Trường hợp 2: 2 1 0;P P a < → < 0b > (2 ) 2 ( 1) 2 2 2 ( ) i i dU RdT aV b dV i Q a i V b dV A PdV aV b dV ν δ δ  = = + +    → ⇒ = + +       = = +  Do quá trình vô cùng bé này cũng như quá trình 1-2 là quá trình dãn nên 0dV > . Do đó, nếu 0Q δ < thì khí sẽ tỏa nhiệt, nếu 0Q δ > thì khí sẽ nhận nhiệt. 3 2 0 2 1 Q b i V V dV a i δ + = ↔ = = − × + 5 (2) Nhiệt lượng mà khí nhận được trên quá trình vô cùng bé nằm trên đoạn 12 là : Q dU A δ δ = + à 0 và 0 v m A PdV dU C dT µ δ ν = > = > 0.Q δ ⇒ > Như vậy, khí thực sự nhận nhiệt trên quá trình 1-2: trong đó: Nhiệt lượng mà khí nhận được trên quá trình vô cùng bé nằm trên đoạn 12 là: Q dU A δ δ = + 2 1 ( ) PV P aV b T aV bV R R ν ν = + → = = + 1 (2 )dT aV b dV R ν → = + (6) (7) (8) Ta lập các bảng xét dấu của Q dV δ như sau: Như vậy, khí thực sự tỏa nhiệt trên quá trình 1-2. Nhiệt mà khí thực sự tỏa ra trong quá trình này là: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 1 2 12 1 2 1 2 1 2 ' 1 2 1 2 2 2 V V b a i Q Q a i V i dV V V i V V b δ +     = − = − + + + = − + + +         ∫ ∫ (9) Như vậy, khí thực sự nhận nhiệt trong quá trình 1-2. Nhiệt mà khí thực sự nhận được trong quá trình này là: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 1 2 12 2 1 1 2 1 2 1 2 1 2 2 2 V V b a i Q Q a i V i dV V V i V V b δ +     = = + + + = − + + +         ∫ ∫ ( ) ( ) ( ) 3 1 (3) 3 1 12 13 3 1 (1) 2 2 1 1 2 2 2 V thu V i V V i Q Q Q a i V b dV V V a i b δ + + +     = = = + + = − + +         ∫ ∫ (11) ( ) ( ) ( ) 2 3 (2) 3 2 12 32 3 2 (3) 2 2 ' 1 1 2 2 2 V toa V i V V i Q Q Q a i V b dV V V a i b δ + + +     = = − = − + + = − + +         ∫ ∫ (12) Nhận xét: + Trong trường hợp 1, tôi đã chứng tỏ được rằng quá trình dãn P aV b = + với 0a > luôn nhận nhiệt, tức là quá trình nén tương ứng sẽ luôn tỏa nhiệt. 6  Khi 3 1 V V < : [ ] 1 2 0; , Q V V V dV δ < ∀ ∈  Khi 3 2 V V > : [ ] 1 2 0; , Q V V V dV δ > ∀ ∈  Khi 1 3 2 V V V ≤ ≤ : 3 3 0, 0, Q khiV V dV Q khiV V dV δ δ  ≤ ≥     ≥ ≤   Nếu xét trạng thái trung gian 3 có thể tích 3 V nằm trong đoạn 12 thì khí nhận nhiệt trong quá trình 1-3, khí tỏa nhiệt trong quá trình 3-2. Như vậy, nhiệt mà khí thực sự nhận vào, tỏa ra trong quá trình 1-2 là: (10) + Trong trường hợp 2: P aV b = + với 0a < , sự nhận nhiệt của khí tùy thuộc vào mối liên hệ giữa 3 V với 1 ;V 2 V . Khi 1 3 2 V V V < < , khí vừa nhận nhiệt, vừa tỏa nhiệt trên quá trình 1-2, nhiệt độ tại một trạng thái nằm trên quá trình này là: 2 1 ( ) ( )T f V aV bV R ν = = + T là hàm bậc hai theo biến số V , có hệ số 0a < nên đạt cực đại tại: ax ax 3 2 m m b V V V a − = → < Nếu ta tính 42 Q theo công thức 42 42 42 Q U A= ∆ + thì khi tính ra 42 0Q > , ta chưa thể kết luận là trong quá trình 4-2 khí thực sự nhận nhiệt; khi tính ra 42 0Q < , ta chưa thể kết luận là trong quá trình 4-2 khí thực sự tỏa nhiệt; khi tính ra 42 0Q = , ta chưa thể kết luận là quá trình 4-2 là quá trình đoạn nhiệt; bởi vì theo hình vẽ: 42 43 32 Q Q Q = + mà trong quá trình 4-3, khí nhận nhiệt nên 43 0Q > ; trong quá trình 3-2, khí tỏa nhiệt nên 32 0Q < ; do đó, dấu của 42 Q tùy thuộc vào độ lớn của 43 Q và 32 Q ; khi nhiệt nhận trong quá trình 4-3 bằng nhiệt tỏa trong quá trình 3-2 thì 42 0Q = . Bài 3: Hướng giải :  Phương trình đường thẳng 31: 0 0 0 7 2 P P V P V = − + 7 Giả sử ax 1m V V> , ta xét trạng thái trung gian 4 có thể tích axm V nằm trên đoạn 12. Theo hình vẽ, trong quá trình 4-3, nhiệt độ khí giảm nhưng khí vẫn nhận nhiệt, điều này chứng tỏ nhiệt dung riêng của khí trong quá trình 4-3 âm. Từ đó rút ra kết luận là khi truyền cho chất khí một nhiệt lượng nào đó không có nghĩa là nhiệt độ của khí luôn tăng. Một kmol khí lý tưởng đơn nguyên tử thực hiện chu trình như hình vẽ. Xác định hiệu suất của chu trình, so sánh với hiệu suất chu trình Carnot trong cùng khoảng nhiệt độ.  Công sinh ra của chu trình: 0 0 0 0 5 (2) (1) 2 0 0 0 0 0 5 0 (1) (3) 2 5 7 9 2 2 8   = + = + − + =  ÷   ∫ ∫ ∫ ∫ V V V V P A PdV PdV P dV V P dV PV V (1)  Xét quá trình 3-1: + Do quá trình vô cùng bé này cũng như quá trình 3-1 là quá trình nén nên 0dV < , như vậy, khí sẽ nhận nhiệt trên quá trình vô cùng bé này khi: 0 4 35 0 16 δ δ < ↔ > = Q V V V V + Nếu xét trạng thái trung gian 4 có thể tích V 4 nằm trong đoạn 31 thì khí sẽ nhận nhiệt trên quá trình 3-4, nhả nhiệt trên quá trình 4-1. Như vậy, nhiệt mà khí thực sự nhận được trong quá trình 3-1 là: 0 0 35 16 0 31 34 0 0 5 0 2 35 4 0,195 4   → = = − + ≈  ÷   ∫ V thu V P Q Q V dV PV V  1-2 là quá trình đẳng áp: ( ) ( ) 12 2 1 2 2 1 1 0 0 2 5 9,375 2 2 i Q v R T T PV PV PV + = − = − = 1 12 34 0 0 9,57Q Q Q PV ⇒ = + ≈ (2) Hiệu suất của chu trình là: 1 η = A Q (3) Thay (1) và (2) vào (3): 11,8% η ≈ Hiệu suất chu trình Carnot trong cùng khoảng nhiệt độ: 1 2 2 1 1 60% 5 c c T T η η η = − = − = ⇒ < Bài 7: Chu trình lý tưởng tổng quát của động cơ nhiệt sử dụng ν kmol môi chất khí lý tưởng có chỉ số đoạn nhiệt γ được biểu diễn như hình vẽ. 8 Nhiệt mà khí nhận được trên quá trình vô cùng bé nằm trong đoạn 31 là Q δ . Lập luận tương tự bài 1, ta có: 0 0 0 35 4 4 P Q A dU V P dV V δ δ   = + = − +  ÷   Ở trạng thái 1, môi chất có nhiệt độ là T 1 , áp suất là P 1 . Cho biết tỷ số nén đoạn nhiệt là 1 2 ; V V ε = tỷ số tăng áp trong quá trình cháy là 3' 2 ; P P λ = tỷ số dãn nở khi cháy là 3'' 3' ; V V ρ = tỷ số giảm áp khi nhả nhiệt là 4' 4'' P P σ = . Xác định: a. Công sinh ra và lượng nhiệt mà môi chất nhận vào, nhả ra trong chu trình. b. Hiệu suất của chu trình. Hướng giải: Theo hình vẽ: [ ] [ ] 1 1 1 23' 3'3'' 3' 2 3'' 3' 2 2 2 4'4'' 4''1 4' 4'' 4'' 1 ( ) ( ) ' ' ' ' ' . ( ) ( ) v p v v p v Q Q Q Q Q C T T T T Q Q Q Q Q C T T T T µ µ ν γ ν γ  = + = + == − + −   = + = + = − + −   Biểu diễn 2 3' 3'' 4' 4'' ; ; ; ;T T T T T qua 1 T 1 2 − là quá trình đoạn nhiệt: 1 1 1 2 1 1 2 V T T T V γ γ ε − −   = =  ÷   (7.1.a) 2 3' − là quá trình đẳng tích: 1 3' 3' 2 2 1 2 P T T T T P γ λ λε − = × = = (7.1.b) 3' 3'' − là quá trình đẳng áp: 1 3'' 3'' 3' 3' 1 3' V T T T T V γ ρ ρλε − = × = = (7.1.c) 3'' 4' − là quá trình đoạn nhiệt: 1 1 3' 4' 4' 4'' 1 2 4' 3'' 3'' 3'' 4'' 1 2 3' 3'' P P P P P P T T T P P P P P P γ γ γ γ − −     = = × × × ×  ÷  ÷     1 1 1 4' 3'' 1 1 .1. . .1T T T γ γ γ γ γ γ σ ε ρσ λ λ − − −   → = × =  ÷   (7.1.d) 4' 4''− là quá trình đẳng tích: 1 1 4'' 4'' 4' 4' 1 4' 1P T T T T P γ γ ρλ σ σ − = × = = (7.1.e) Thay biểu thức 2 T ; 3' T ; 3'' T ; 4' T ; 4'' T vào 1 2 ; 'Q Q : 9 [ ] 1 1 1 1 1 1 1 2 1 ( 1) ( 1) 1 ( 1) ( 1) ' 1 Q RT Q RT γ γ γ γ γ λ γλ ρ ε ν γ ρλ σ σ γ ρλ σ ν γ − − −  − + − = ×  −    − + − = ×  −  (7.2) [ ] 1 1 1 1 1 1 ( 1) ( 1) ( 1) ( 1) 1 A RT γ γ γ γ γ λ γλ ρ ε ρλ σ σ γ ρλ σ ν γ − − −   − + − − − + −       ⇒ = × − (7.3) b) Hiệu suất của chu trình là: [ ] 1 1 1 2 1 1 1 ' ( 1) ( ) 1 1 ( 1) ( 1) Q Q γ γ γ γ γ ρλ σ γ ρλ σ η ε σ λ γλ ρ − − + − = − = − − + − Nhận xét chung : a) Khi cho điểm 4'' của chu trình lý tưởng tổng quát trùng với điểm 1. Lúc do, σ được xác định: 1 1 4' 4' 4' 4'' 1 1 P P T P P T γ γ γ γ σ ρλ σ σ λρ − = = = = ⇒ = . Thay γ σ λρ = vào (7.4), ta được biểu thức xác định hiệu suất chu trình ĐCĐT cấp nhiệt hỗn hợp: [ ] 1 1 1 ( 1) ( 1) h γ γ λρ η ε λ γλ ρ − − = − − + − (7.5)  Khi cho điểm 3'' của chu trình ĐCĐT cấp nhiệt hỗn hợp trùng với điểm 3' 1. ρ ⇔ = Thay 1 ρ = vào (7.5), ta được biểu thức xác định hiệu suất chu trình ĐCĐT cấp nhiệt đẳng tích: 1 1 1 v γ η ε − = − (7.6)  Khi cho điểm 3' của chu trình ĐCĐT cấp nhiệt hỗn hợp trùng với điểm 2 1. λ ⇔ = Thay 1 λ = vào (7.5), ta được biểu thức xác định hiệu suất chu trình ĐCĐT cấp nhiệt đẳng áp: 1 1 1 ( 1) p γ γ ρ η ε γ ρ − − = − − (7.7)  Từ biểu thức (7.5), để tăng hiệu suất thì phải tăng ε; γ; λ và giảm ρ. Tuy nhiên, tăng λ → tăng áp suất cực đại ( 3' P ), điều này đòi hỏi phải tăng sức chống chịu của vật liệu, tức là làm tăng ứng suất của chi tiết trong cơ cấu trục khuỷu, thanh truyền và và các chi tiết bao kín buồng cháy động cơ. Mặt khác, việc tăng tỷ số nén cũng gặp giới hạn. Đối với động cơ làm việc theo chu trình cấp nhiệt đẳng tích, tỷ số nén bị hạn chế bởi hiện tượng kích nổ nên ( ) 6 12 ε = ÷ đối với động cơ xăng, ( ) 4,5 5,2 ε = ÷ đối với động cơ dầu hỏa. Đối với động cơ làm việc theo chu trình cấp nhiệt đẳng áp hay 10 (7.4) [...]... 3Nhiệt học) NXB Giáo Dục-1998 4 Đàm Trung Đồn,…: VẬT LÝ PHÂN TỬ VÀ NHIỆT HỌC NXB ĐHTH Hà NỘI-1990 5 Nguyễn Huy Sinh: NHIỆT HỌC NXB Giáo Dục Hà Nội-2006 6 Nhóm tác giả Jean-Marie Brébec (dịch: Ngô Phú An): NHIỆT ĐỘNG HỌC NXB Giáo Dục-1999 7 Phạm Quý Tư: CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VLTHPT (Tập 4) NXB Giáo Dục 8 Trần Văn Phú: KỸ THUẬT NHIỆT NXB Giáo Dục -2007 9 TẠP CHÍ VẬT LÝ VÀ TUỔI TRẺ (số 19, 48,... đỡ tôi hoàn thành đề tài này Quy nhơn, tháng 5 năm 2008 Sinh viên thực hiện Hà Minh Trọng 12 TÀI LIỆU THAM KHẢO ☼ -1 Bùi Hải, Trần Thế Sơn: KỸ THUẬT NHIỆT NXB Khoa Học và Kỹ Thuật Hà Nội-2006 2 Bùi Hải, Trần Thế Sơn: BÀI TẬP NHIỆT ĐỘNG TRUYỀN NHIỆT VÀ KỸ THUẬT LẠNH NXB Khoa Học và Kỹ Thuật Hà Nội-2005 3 David Halliday…(dịch: Nguyễn Viết Kính): CƠ SỞ VẬT LÝ (Tập 3Nhiệt học) NXB Giáo Dục-1998... cấp nhiệt đẳng tích; giải quyết bài toán động cơ nhiệt, máy lạnh có nguồn nhiệt thay đổi… Thông qua việc nghiên cứu đề tài, tôi đã: tích lũy một lượng kiến thức không nhỏ và hiểu sâu hơn về máy nhiệt, rèn luyện kỹ năng giải các bài toán về chu trình, làm quen với phương pháp nghiên cứu khoa học Máy nhiệt là một lĩnh vực rất rộng lớn và phức tạp, nó có nhiều ứng dụng quan trọng trong lĩnh vực khoa học. .. động cơ nhiệt theo hướng khái quát hóa(bài toán trước là trường hợp riêng của bài toán sau); giải quyết bài toán tổng quát về máy lạnh và bơm nhiệt với tác nhân là không khí; so sánh hệ số chuyển hóa năng lượng của một số chu trình động cơ nhiệt và máy lạnh với tác nhân không khí với chu trình Carnot thuận nghịch trong cùng khoảng nhiệt độ; so sánh hiệu quả của ĐCĐT làm việc theo chu trình cấp nhiệt. .. xác định hiệu suất chu trình tuabin cấp nhiệt hỗn hợp: 1 γ ( ρ −1) λ (7.8) ε [ (λ −1) +γλ( ρ −1) ]  Khi cho điểm 3' của chu trình tuabin cấp nhiệt hỗn hợp trùng với điểm 2 ⇔ λ = 1 Thay λ = 1 vào (7.8), ta được biểu thức xác định hiệu suất chu η =1 − th γ γ− 1 ηtp = 1 − trình tuabin cấp nhiệt đẳng áp: 1 ε γ −1 (7.9)  Khi cho điểm 3'' của chu trình tuabin cấp nhiệt hỗn hợp trùng với điểm 3' ⇔ ρ = 1... nghiên cứu nó sâu hơn khi ra trường, đồng thời nó cũng giúp ích cho tôi trong công tác giảng dạy sau này Mặc dù chưa đề cập đầy đủ tất cả các dạng toán nhưng luận văn có thể làm tài liệu tham khảo tốt cho các sinh viên, học sinh phổ thông chuyên lý Tuy nhiên, do khả năng và thời gian có hạn nên đề tài này không thể tránh khỏi thiếu soát và hạn chế Tôi thành thật mong muốn nhận được ý kiến đóng góp của thầy... lý, nguyên lý hoạt động và chu trình lý thuyết của một số loại máy nhiệt Với mục đích rèn luyện kỹ năng giải toán, trong bài toán cơ bản, khóa luận đã đưa vào các dạng toán chu trình: loại toán có quá trình áp suất phụ thuộc vào thể tích nhưng chỉ đề cập sự phụ thuộc tuyến tính(1 bài tổng quát và 4 bài áp dụng); loại toán có quá trình nhiệt độ phụ thuộc vào entropy(3 bài); loại toán tìm cực trị (6 bài)... ⇔ ρ = 1 Thay ρ = 1 vào (7.8), ta được biểu thức xác định hiệu suất chu 1 γ trình tuabin cấp nhiệt đẳng tích: η = 1 − γ (λ − 1) tv ε γ −1 (λ − 1) (7.10) ηv = ηtp c) Khi ε và γ giống nhau thì (7.11) d) Một đặc điểm chung của tất cả các chu trình là để tăng hiệu suất thì ta phải tăng tỷ số nén ε , chỉ số đoạn nhiệt γ Việc tăng tỷ số nén bao giờ cũng bị giới hạn bởi sức bền vật liệu T T P 1 4 2 e) Nếu... =1 − T =1 − T =1 − β 3 2  (7.12) PHẦN III 11 KẾT LUẬN Bằng những kiến thức tiếp thu trên giảng đường đại học và tham khảo một số tài liệu có liên quan, khóa luận đã trình bày tương đối hoàn chỉnh cơ sở lý thuyết, phân loại một số dạng toán cơ bản thường gặp, đưa ra một số bài toán thực tế về máy nhiệt kèm theo hướng giải Trong phần cơ sở lý thuyết, ngoài những phương trình, định luật hỗ trợ cho việc . An): NHIỆT ĐỘNG HỌC. NXB Giáo Dục-1999. 7. Phạm Quý Tư: CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VLTHPT (Tập 4). NXB Giáo Dục. 8. Trần Văn Phú: KỸ THUẬT NHIỆT LÝ (Tập 3- Nhiệt học) . NXB Giáo Dục-1998. 4. Đàm Trung Đồn,…: VẬT LÝ PHÂN TỬ VÀ NHIỆT HỌC. NXB ĐHTH Hà NỘI-1990. 5. Nguyễn Huy Sinh: NHIỆT HỌC. NXB Giáo