Các nguyên lý nhiệt động lực học, Động cơ nhiệt.

Vật lý 10.VIII Cơ sở nhiệt động lực học vatlypt.com 27/9/16 25,742 5
  1. vatlypt.com

    vatlypt.com 27/9/16
    #1

    Giáo viên | 8/10/16 | 6,498 | 4,304

    Hà Nội

    Các nguyên lý nhiệt động lực học trong chương trình vật lý phổ thông gồm nguyên lí I nhiệt động lực học và nguyên lý II nhiệt động lực học được phát biểu bởi hai nhà vật lý học là Clausius (Clau-di-út) và Carnot (Các-nô).
    I/ Nguyên lí I nhiệt động lực học:

    Độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được.
    (Các phát biểu trên chỉ là một trong nhiều cách phát biểu nguyên lí I nhiệt động lực học)
    [​IMG]

    1/ Biểu thức nguyên lí I nhiệt động lực học:
    ΔU = A + Q​
    Trong đó
    • ΔU: độ biến thiên nội năng của vật (J)
    • A: công cơ học (J)
    • Q: nhiệt lượng (J)
    Quy ước về dấu của nhiệt lượng Q và công cơ học A:
    • Q > 0: vật nhận (thu) nhiệt lượng
    • Q< 0 : vật truyền (tỏa) nhiệt lượng
    • A > 0: vật nhận công
    • A < 0: vật thực hiện (sinh) công
    II/ Nguyên lý II nhiệt động lực học:
    1/ Cách phát biểu của Clau-di-út:
    Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang một vật nóng hơn.
    2/ Cách phát biểu của Các-nô: Động cơ nhiệt không thể chuyển hóa tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học.
    3/ Quá trình thuận nghịch: là quá trình vật tự trở về trạng thái ban đầu mà không cần đến sự can thiệp của vật khác.
    Dao động điều hòa của con lắc lò đơn là một quá trình thuận nghịch
    [​IMG]
    Trong thực tế hầu như không tồn tại quá trình thuận nghịch do nhiều nguyên nhân: lực ma sát, môi trường xung quanh ... khi đó ta có các quá trình không thuận nghịch.
    4/ Quá trình không thuận nghịch: là quá trình vật không thể tự trở về trạng thái ban đầu
    [​IMG]
    Ấm nước nóng để ngoài không khí sẽ truyền nhiệt ra ngoài môi trường xung quanh cho đến khi đạt trạng thái cân bằng nhiệt (nước nguội đi) là một quá trình không thuận nghịch (môi trường bên ngoài lúc đó không thể tự truyền nhiệt ngược trở lại làm ấm nước nóng lại như cũ trừ phi bạn bật bếp lúc đó không gọi là "tự" nữa mà đã có tác nhân khác tác động vào quá trình đó)

    Các thí nghiệm cho thấy cơ năng có thể chuyển hóa hoàn toàn thành nội năng, nhưng ngược lại nội năng không thể chuyển hóa hoàn toàn thành cơ năng (khi một thiên thạch rơi vào trái đất cơ năng của thiên thạch gồm động năng và thế năng đã chuyển hóa dần thành nội năng của thiên thạch và không khí xung quanh là cho thiên thạch và không khí xung quanh nóng lên)

    Như vậy trong tự nhiên các quá trình chỉ có thể tự xảy ra theo một chiều xác định không thể tự xảy ra theo chiều ngược lại mặc dù điều này không vi phạm nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học => lý do ra đời nguyên lý II nhiệt động lực học ứng dụng chế tạo các động cơ nhiệt.
    III/ Động cơ nhiệt:
    1/ Động cơ nhiệt là gì?

    Là những động cơ trong đó một phần năng lượng của nhiên liệu đốt cháy (nội năng) được chuyển hóa thành cơ năng, Động cơ nhiệt được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay, bao gồm từ những động cơ chạy bằng xăng hoặc dầu.
    2/ Các bộ phận cơ bản của động cơ nhiệt:
    • Nguồn nóng để cung cấp nhiệt lượng
    • Bộ phận phát động (tác nhân và các thiết bị phát động)
    • Nguồn lạnh để thu nhiệt lượng do các tác nhân tỏa ra (ống xả)
    Sơ đồ cấu tạo cơ bản của động cơ nhiệt
    [​IMG]
    3/ Hiệu suất của động cơ nhiệt
    \[H = \dfrac{A}{Q_{1}}\]​
    Trong đó:
    • H: hiệu suất của động cơ nhiệt < 1
    • A: công sinh ra từ động cơ nhiệt
    • Q$_{1}$: nhiệt lượng tỏa ra từ nguồn nóng

    nguồn: Vật lý phổ thông trực tuyến
  2. Nguyenthtrang

    Nguyenthtrang 21/3/17
    #2

    Lớp 11 | 18/2/17 | 5 | 3

    hà nội

    thầy ơi cho e hỏi cơ năng và nội năng khác nhau chỗ nào ạ
    1. vatlypt.com
      vatlypt.com, 21/3/17
      cơ năng (năng lượng cơ học) = động năng + thế năng
      nội năng (năng lượng bên trong) = động năng phân tử + thế năng phân tử
       
    Thu Thuỷ thích bài này.
  3. phạm xuân lộc

    phạm xuân lộc 4/5/17
    #3

    Lớp 11 | 3/5/17 | 5 | 0

    Dich Vong Trung

    cho em hỏi là trong quá trình đẳng áp thì denta U bằng gì thế ạ . em thấy chỗ thì ghi là =A+Q chỗ thì ghi là =A-Q
    1. vatlypt.com
      vatlypt.com, 4/5/17
      dấu của Q phụ thuộc vào hệ nhận nhiệt hay truyền nhiệt không liên quan đến quá trình đẳng áp VD: hệ nhận nhiệt thực hiện công trong quá trình đẳng áp làm thể tích ... =>detaU = Q + A hệ truyền nhiệt thực hiện công trong quá trình đẳng áp =>detaU = A - Q
       
    2. à dạ em cảm ơn thầy
       
  4. Hồ Ngọc Bích

    Hồ Ngọc Bích 5/5/17
    #4

    Lớp 11 | 9/10/16 | 7 | 0

    Hà Nội

    Thưa thầy cho em hỏi một bài toán cho hệ nhận nhiệt hoặc truyền nhiệt lượng và hệ nhận công hay thực hiện công thì làm sao biết dentaU tăng hay giảm
    1. vatlypt.com
      vatlypt.com, 5/5/17
      ΔU = A + Q sau khi xét dấu, thay vào nếu tính ra ΔU> 0 => nội năng tăng, và ngược lại thì giảm, nếu bằng 0 thì không thay đổi
       
  5. Phương Nam pop

    Phương Nam pop 7/5/17
    #5

    Lớp 11 | 31/3/17 | 2 | 0

    Bình Định

    Cho em hỏi vì sao quá trình nén đẳng nhiệt phù hợp với hệ thức: Q + A = 0 với A>0?
    1. vatlypt.com
      vatlypt.com, 7/5/17
      nén hay dãn đẳng nhiệt thì detaU = 0, vật lý phổ thông không chứng minh, cũng không nói đến trường hợp này vì muốn cm phải dùng đến tích phân, chỉ trong giáo trình đại học
       
    2. em cảm ơn
       
Share Share