Bài giảng Nhiệt động học: Chương 1 - Nguyễn Thế Lương

Bài giảng Nhiệt động học - Chương 1: Những khái niệm cơ bản và trạng thái của môi chất, cung cấp cho người học những kiến thức như: Thiết bị nhiệt; Môi chất và hệ nhiệt động; Trạng thái của môi chất; Khí lý tưởng và khí thực; Quá trình và chu trình nhiệt động;...Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Nhiệt động học: Chương 1 - Nguyễn Thế Lương 1 BÀI GIẢNG NHIỆT ĐỘNG HỌCGiảng viên Nguyễn Thế LươngViện Cơ khí Động lựcEmail: luong.nguyenthe@hust.edu.vnMỞ ĐẦU 2- Giới thiệu đề cương học phần 2 phần: Nhiệt động: Chương 1-6 Truyền nhiệt: Chương 7-10- Cách thức làm việc:• Nhóm TEAM• Bài tập, học liệu: qua TEAM• Đánh giá điểm bài tập: Từng bài theo chương qua FormMỞ ĐẦU 3 Bản cứng (theo mẫu) nộp vào tuần 15• Điểm danh tính điểm chuyên cần• Kiểm tra giữa kỳ: dự kiến tuần 8• Báo điểm kiểm tra, thi trước khi nộp để sv thắc mắc (nếu có)Chương 1. Những khái niệm cơ bản và trạng thái của 4môi chất1.1 Thiết bị nhiệtThiết bị liên quan đến nhiệt: trong kỹ thuật, đờisống… gồm:a. Thiết bị chuyển hóa cơ năng  nhiệt năng- Hai nguồn nhiệt: nóng ?1 và lạnh ?2- Hai nhóm:+ Động cơ (ĐC) nhiệt: nhiệt  cơ: máy hơi nước, ĐC đốt trong, tuốc bin (TB) hơi, TB khí, ĐC phản lực…Chương 1. Những khái niệm cơ bản và trạng thái 5của môi chất Q1 - ?2 = Lo, Lo < Q1 Máy hơi nước Động cơ đốt trong Tuốc bin hơi nướcChương 1. Những khái niệm cơ bản và trạng thái 6của môi chất Tuốc bin nhiên liệu lỏng, khí Động cơ phản lựcChương 1. Những khái niệm cơ bản và trạng thái 7của môi chất+ Máy lạnh, bơm nhiệt: dùng cơ năng hoặc nhiệt năng tải nhiệt từ nguồn lạnh  nguồn nóng ?1 = Q2 + Lo Điều hòa treo tường Tủ lạnh gia đìnhChương 1. Những khái niệm cơ bản và trạng thái 8của môi chấtb. Thiết bị nhiệt khác- Rất nhiều, vài ví dụ: Két làm mát ô-tô Vòi nóng-lạnh Quạt sưởiChương 1. Những khái niệm cơ bản và trạng thái 9của môi chất1.2 Môi chất và hệ nhiệt động1.2.1 Môi chất- Chất trung gian thực hiện chuyển hóa năng lượng trong máy nhiệt- Thường là chất khí: hơi nước, khí cháy, gas…1.2.2 Hệ nhiệt động- Hệ được chọn để khảo sát về nhiệt động- Bên ngoài hệ: môi trường (MT)Chương 1. Những khái niệm cơ bản và trạng thái 10của môi chất- Phân loại:+ Hệ kín: có trao đổi năng lượng (NL), không trao đổi chất với MT. VD: nước làm mát động cơ ô tô, gas trong máy lạnh+ Hệ hở: có trao đổi NL và trao đổi chất với MT. VD: TB hơi nước, TB khí, ĐC đốt trong…Chương 1. Những khái niệm cơ bản và trạng thái 11của môi chất+ Hệ đoạn nhiệt: không trao đổi nhiệt với MT. VD: gas trong đường ống được cách nhiệt tốt nối cục nóng với cục lạnh điều hòa…+ Hệ cô lập: không trao đổi NL và trao đổi chất với MT VD: nước nóng, lạnh đựng trong bình thủy…Chương 1. Những khái niệm cơ bản và trạng thái 12của môi chất1.3 Trạng thái của môi chất- Trong hệ nhiệt động MC luôn biến đổi trạng thái- Trạng thái MC đặc trưng bởi:1.3.1 Thông số trạng thái của môi chất- Đại lượng vật lý đặc trưng cho trạng thái MC- Chỉ phụ thuộc trạng thái, không phụ thuộc quá trình- Các thông số trạng thái (TSTT) cơ bản: ?, ?, ?: đo trực tiếp (xem HP Vật lý)- Còn lại: hàm trạng thái xác định từ TSTT cơ bảnChương 1. Những khái niệm cơ bản và trạng thái 13của môi chất ?- Áp suất: ? = (N/m2 hay Pa) ? S diện tích mặt chịu áp suất; ?: lực pháp tuyến + Áp suất tuyệt đối: ? + Áp suất khí quyển ?0 đo bằng baromet + Áp suất dư: ? ? = ? − ?0 đo bằng áp kế + Áp suất chân không (độ chân không) ? ?? = ?0 − ? đo bằng chân không kếChương 1. Những khái niệm cơ bản và trạng thái 14của môi chất + Các đơn vị đo áp suất khác: 1 bar = 105 N/m2 = 105 Pa 1 at (átmốtphe) = 0,98 bar = 735,5 mm Hg = 10 mm H2O 1 psi = 6895 Pa = 0,07 at (pound per square inch, 1 pound = 4,4482 N) 1 bar = 760 mm Hg hay 760 Torr 1 kG/cm2 = 9,8067 N/m2 ?- Thể tích riêng: ? = (m3/kg) ?Chương 1. Những khái niệm cơ bản và trạng thái 15của môi chất ?: thể tích MC, ?: khối lượng MC 1 Khối lượng riêng: ? = (kg/m3) ?- Nhiệt độ: mức đo trạng thái nóng lạnh, phản ánh động năng của phân tử MC Thang đo phổ biến: + Nhiệt độ bách phân t (oC - độ Celsius) + Nhiệt độ tuyệt đối T (K - độ Kelvin) ? = 273,15 + ?Chương 1. Những khái niệm cơ bản và trạng thái 16của môi chất 5 + Thang Farenheit (oF): ? (? ?) = ? ( ? ?) − 32] 9- Nội năng + Ký hiệu: ? (J) hay ? (J/kg) (nội năng riêng): Toàn bộ năng lượng bên trong của MC + Gồm: nội nhiệt năng (năng lượng chuyển động hỗn loạn của phân tử, nguyên tử…) Hóa năng Năng lượng ng ...