Bài giảng Kỹ thuật nhiệt - Chương 1.2: Phương trình trạng thái của chất khí - TS. Hà Anh Tùng (ĐH Bách khoa TP.HCM)

Nội dung Chương 1.2 Phương trình trạng thái của chất khí của Bài giảng Kỹ thuật nhiệt trình bày phương trình trạng thái của chất khí và nhiệt dung riêng của chất khí.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kỹ thuật nhiệt - Chương 1.2: Phương trình trạng thái của chất khí - TS. Hà Anh Tùng (ĐH Bách khoa TP.HCM)2. Pt trạng thái của chất khí2.1 Phương trình trạng thái của chất khí2.2 Nhiệt dung riêng của chất khí p.1 2.1 1.4 Phương trình trạng thái của chất khí- Tại trạng thái cân bằng, thực nghiệm và lý thuyết cho thấy: f ( p , v, T ) = 0 cho phép tìm thấy thông số thứ 3 khi biết 2 thông số kia2.1.1 Phương trình trạng thái khí lý tưởng2.1.2 Hỗn hợp khí lý tưởng2.1.3 Phương trình trạng thái khí thực p.2 2.1.1 1.4.1 Phương trình trạng thái khí lý tưởng¾ Khí được xem là khí lý tưởng nếu thỏa mãn 2 điều kiện sau: - Không có lực tương tác giữa các phân tử và nguyên tử - Không có thể tích bản thân phân tử¾ Khí thực có thể xem là khí lý tưởng ở điều kiện áp suất kháthấp và nhiệt độ khá cao¾ Mối quan hệ giữa các thông số p, v, T của khí lý tưởng đầutiên được rút ra từ các kết quả thực nghiệm, sau đó được chứngminh bằng lý thuyết nhờ thuyết động học phân tử p.3¾ Mô phỏng chuyển động của phân tử khí p.4 Boyle’s Law (1662)pV = constant (constant temperature) p.5 Charles’ Law (1776) -273.15 oC t (oC)V = constant (constant pressure)T p.6Gay-Lussac’s Law (1802) t (oC)p = constant (constant volume)T p.7Phương trình trạng thái khí lý tưởng (Pt Clapeyron) pv = RT hay: pV = GRTtrong đó: - p (N/m2): áp suất tuyệt đối của khối khí đang xét - v (m3/kg): thể tích riêng của khối khí đang xét - V (m3): thể tích của khối khí đang xét - T (oK): nhiệt độ tuyệt đối của khối khí đang xét - G (kg): khối lượng của khối khí đang xét - R (J/kg.độ) hằng số của chất khí đang xét Rμ 8314 Với μ là khối lượng phân tử của 1 kmol khí R= = μ μ đang xét (vd: μ của O2 là 32 kg, của N2 là 28 kg, vv..) p.8Ví dụ 1.4 [1]: xác định thể tích riêng của CO2 tại: p = 70 bar nếu xem khí CO2 ở điều kiện trên như T = 40 oC khí lý tưởng. Giải: CO2 ⇒ μ = 12 + 2 x16 = 44 (kg / kmol ) (Hoặc tra theo bảng 1.3 [1]: μ CO2 = 44.01 (kg / kmol ) 8314 RCO2 = = 188.955 ( J / kg.đo) 44 Sử dụng pt trạng thái khí lý tưởng: RT 188.955 x (40 + 273) pv = RT ⇒ v = = 5 = 0 . 00845 ( m 3 / kg ) p 70 x 10 p.9 2.1.2 Hỗn hợp khí lý tưởng¾ Hỗn hợp các khí lý tưởng cũng là khí lý tưởng Gi¾ Thành phần khối lượng gi = G n G = G1 + G 2 + .... + G n ⇒ ∑g i =1 i =1 Vi¾ Thành phần thể tích ri = x x p,V1,T V x o x o n x o x o o V = V1 + V2 + .... + Vn ⇒ ∑ ri = 1 i =1 p,V,T o p,V2,T x¾ Định luật Gibbs-Dalton x x p1,V,T o x o p = p1 + p 2 + ..... + p n x o x o o p2,V,T o p,V,T p.10 Hằng số chất khí Rhh của hỗn hợp ¾ Phân tử lượng tương đương của hỗn hợp 1 μ hh = (nếu biết gi của hh) ...