Bài giảng Kỹ thuật nhiệt - Chương 6: The 2nd Law of Thermodynamics (Định luật nhiệt động học 2)

Bài giảng Kỹ thuật nhiệt - Chương 6: The 2nd Law of Thermodynamics (Định luật nhiệt động học 2). Những nội dung chính được trình bày trong chương này gồm có: Giới thiệu định luật 2, máy nhiệt và nguồn nhiệt, nội dung định luật 2, quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch, thang nhiệt độ, hiệu suất chu trình Các Nô.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kỹ thuật nhiệt - Chương 6: The 2nd Law of Thermodynamics (Định luật nhiệt động học 2) 4/17/2018 Chap06: The 2nd Law of Thermodynamics Định luật nhiệt động học 2 By Assoc. Prof. Le Van Diem Contents› Giới thiệu định luật 2 › Introduction to the 2nd Law of Thermo› Máy nhiệt và nguồn nhiệt › Heat Engines & Thermal Reservoirs› Nội dung định luật 2 › The 2nd Law of› Quá trình thuận nghịch và Thermodynamics không thuận nghịc › Reversible and Irreversible Processes› Chu trình Các nô › The Carnot Cycle› Thang nhiệt độ › The Thermo & IG T-Scales› Hiệu suất chu trình Các nô › Carnot Efficiency 1 4/17/2018 Mục tiêu của chương› Giới thiệu ĐL 2: Chiều diến ra các quá trình.› Tìm hiểu các quá trình thỏa mãn cả 2 định luật (bảo toàn năng lượng và chiều diễn ra).› Làm quen với các khái niệm về nguồn nhiệt, quá trình thuận nghịch/không thuận nghịch, các dạng máy nhiệt: Động cơ nhiệt, máy lạnh, bơm nhiệt.› Mô tả các cách phát biểu ĐL2.› Thảo luận về khái niệm động cơ vĩnh cửu.› Ứng dụng ĐL2 để nghiên cứu các quá trình, chu trình.› Ứng dụng ĐL2 để phân tích về thang nhiệt độ động học.› Nghiên cứu chu trình Các nô.› Áp dụng chu trình Các nô cho động cơ nhiệt, máy lạnh và bơm nhiệt.› Xác định hiệu suất nhiệt, hệ số làm lạnh, hệ số làm nóng của các chu trình động cơ nhiệt, máy lạnh và bơm nhiệt. 6.1: Giới thiệu định luật 2 › Hiện tượng: – Cốc coffee tự nguội đi. – Cấp điện cho may so sinh ra nhiệt. – Vật nặng làm cánh khuấy quay làm nóng chất lỏng trong két. › Nhận xét 1: – Cốc coffee trong phòng không tự nóng lên. – Cấp nhiệt cho may xo điện không phát ra điện. – Cấp nhiệt cho két-cánh khuấy không làm cho trục quay để nâng vật nặng lên. › Nhận xét 2: – Các hiện tượng trên đều tuân theo ĐL 1 – Bảo toàn năng lượng. – Các quá trình ngược lại không xảy ra. 2 4/17/2018Giới thiệu định luật nhiệt động 2› Kết luận: – ĐL 1: › Chỉ ra sự bảo toàn năng lượng. › Không chỉ ra được các điều kiện thực hiện các quá trình. › Chỉ đánh giá năng lượng về số lượng (quantity). – ĐL 2: › Chỉ ra chiều hướng diễn ra quá trình. › Đánh giá năng lượng không chỉ về số lượng mà còn về chất lượng (quality) – (nhiều nhưng có dùng được không?). › Đánh giá khả năng, giới hạn sử dụng năng lượng trong các thiết bị như động cơ nhiệt, máy lạnh, hay bơm nhiệt. – Một quá trình diễn ra cần tuân theo cả 2 định luật.6.2: Nguồn nhiệt (Thermal Energy Reservoirs)› Nguồn nhiệt: – là môi trường nào đó đủ lớn xung quanh các hệ thống nhiệt mà khi trao hay nhận một lượng nhiệt nhất định với hệ thống thì không làm thay đổi nhiệt độ. – Thường tận dụng môi trường tự nhiên xung quanh làm Nguồn nhiệt. – Ví dụ: › Nước: Sông, hồ, biển. › Không khí xung quanh.› 2 loại nguồn nhiệt: – Nguồn nóng (heat source): có nhiệt độ cao và truyền nhiệt cho hệ. – Nguồn lạnh (heat sink): có nhiệt độ thấp và nhận nhiệt từ hệ.› Nhiệt và vấn đề môi trường: – Nhiệt thải có thể làm tăng nhiệt độ môi trường, gây ra ô nhiếm (heat pollution). – Nhiệm vụ: Cần phải kiểm soát tốt nhiệt thải để giảm tác động đến môi trường 3 4/17/20186.3: Động cơ nhiệt (Heat Engines)› Quan sát 1: – Vật nặng rơi theo trọng lực làm quay cánh khuấy, sinh nhiệt, tăng nhiệt độ chất lỏng trong két. – Cấp nhiệt vào cánh khuấy không làm quay cánh (không nâng được vật nặng.› Quan sát 2: – Quay máy khuấy (bằng công ngoài) làm tăng nhiệt độ chất lỏng. – Cấp nhiệt vào chất lỏng không làm quay máy khuấy.› Nhận xét: – Quá trình chỉ diễn ra theo 1 chiều. – Cả 2 quá trình công biến thành nhiệt; Nhiệt không biến thành công. Hãy tìm một ví dụ nhiệt có thể biến thành công?Động cơ nhiệt (Heat Engines)› Kết luận: – Công có thể biến trực tiếp và hoàn toàn thành nhiệt (không cần điều kiện gì). – Nhiệt chỉ có thể biến thành công khi sử dụng thiết bị đặc biệt, gọi là HEAT ENGINES.› Heat engines: Là thiết bị biến nhiệt thành công. – Nhận nhiệt từ các nguồn có ...