Bài giảng Kỹ thuật nhiệt - Chương 3: Định luật nhiệt động thứ 2 - TS. Hà Anh Tùng (ĐH Bách khoa TP.HCM)

Nội dung Chương 3 Định luật nhiệt động thứ 2 gồm có: Giới thiệu, hai phát biểu cơ bản của định luật nhiệt động thứ 2, quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch, chu trình Carnot, các hệ quả của định luật nhiệt động thứ 2.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kỹ thuật nhiệt - Chương 3: Định luật nhiệt động thứ 2 - TS. Hà Anh Tùng (ĐH Bách khoa TP.HCM) 4. Định luật nhiệt động thứ 24.1 Giới thiệu:4.2 Hai phát biểu cơ bản của Định luật nhiệt động thứ 24.3 Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch4.4 Chu trình Carnot4.5 Các hệ quả của định luật nhiệt động thứ 2 p.2 4.1 Giới thiệu¾ Định luật nhiệt động 1 không cho biết được chiều hướng diễn biến của một quá trình - Ví dụ: Quá trình gia Dòng nhiệt nhiệt cho không thể tự nước để làmđộng di chuyển quay trụctừ nơi có nhiệt quay khôngđộ thấp đến nơi xảy ra trongcó nhiệt độ cao thực tế Để 1 quá trình có thể diễn ra, cần phải thỏa mãn không những ĐLNĐ 1 mà còn phải thỏa mãn cả ĐLNĐ 2 p.3 1/2009 4.2 Hai phát biểu cơ bản của Định luật nhiệt động thứ 2a. Phát bi ểu Kelvin-Planck ¾ Không thể có bất kỳ động cơ nhiệt ¾ Không thể tồn tại bất kỳ nào có thể biến toàn bộ nhiệt lượng động cơ nhiệt nào có hiệu nhận được thành ra công suất nhiệt 100% Nguồn nóng Q IMPOSSIBLE !! Động cơ nhiệt W=Q Động cơ nhiệt chỉ có thể hoạtVí dụ: động khi có sự vận chuyển nhiệt lượng từ nguồn nóng đến nguồn lạnh p.4 Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCMSơ đồ chu trình nhiệt của tuabin hơi (Chu trình thuận chiều) 2 3 1 4 Hiệu suất nhiệt của chu trình: Wout − Win η= Qin Wout Qout q out Do: Win b Phát biểu Clausius¾ Không thể có bất kỳ 1 máy lạnh ¾ Hệ số làm lạnh của máyhay bơm nhiệt nào có thể vận chuyển lạnh (hay hệ số làm nóng củanhiệt lượng từ một nơi có nhiệt độ bơm nhiệt) không thể nàonhỏ hơn đến một nơi có nhiệt độ cao tiến đến vô cùnghơn mà không tiêu tốn năng lượng Nguồn nóng QN = QL Máy lạnh IMPOSSIBLE !! Nguồn lạnh QL p.6Sơ đồ chu trình nhiệt của máy lạnh (Chu trình ngược chiều) p 3 2 3 q1 2 W 4 4 1 q2 1 v Q2 Q2 q2 Hệ số làm lạnh : ε= = = W Q1 − Q2 q1 − q 2 p.7 Sự tương đồng giữa 2 phát biểu Nguồn nóng Nguồn nóng Q2 Q1 Q1 +Q2 W = Q1Động cơ nhiệt Máy lạnh Máy lạnh Nguồn lạnh Q2 Nguồn lạnh Q2 Kelvin-Planck Clausius p.84.3 Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch™ Quá trình thuận nghịch: là quá trình có thể tiến hành theo chiều ngược lại mà không làm biến đổi trạng thái hệ thống và môi trường.- Ví dụ: nếu bỏ qua ma sát Æ chuyển động của con lắc có thểxem là quá trình thuận nghịch p.11™ Nhận xét về quá trình thuận nghịch: ¾ Quá trình thuận nghịch là quá trình lý tưởng, không thể xảy ra trong thực tế ¾ Hệ thống sử dụng quá trình thuận nghịch sẽ sinh công lớn nhất và tiêu hao ít năng lượng nhất ¾ Quá trình thuận nghịch được sử dụng trong lý thuyết để tính toán khả năng tối đa của hệ thống Æ sau đó so sánh với khả năng thực của hệ thống trong thực tế p.12 p™ Quá ...