Bài giảng Nhiệt động lực học kỹ thuật: Chương 3 - TS. Phan Thành Nhân

Bài giảng "Nhiệt động lực học kỹ thuật" Chương 3 được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Các chu trình nhiệt động; Chu trình carnot; Định luật nhiệt động thứ hai; Các hệ quả của định luật nhiệt động thứ hai; Entropy – đồ thị T - s. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Nhiệt động lực học kỹ thuật: Chương 3 - TS. Phan Thành Nhân TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM CHƯƠNG 3 ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ HAI 1. Các chu trình nhiệt động 2. Chu trình carnot 3. Định luật nhiệt động thứ hai 4. Các hệ quả của định luật nhiệt động thứ hai 5. Entropy – đồ thị T - s 1GIẢNG VIÊN: TS. PHAN THÀNH NHÂN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM 1. Các chu trình nhiệt động: Trong các quá trình nhiệt động, muốn chuyển hóa liên tục giữa nhiệt năng với các dạng năng lượng khác, người ta phải thực hiện những chu trình. Môi chất sẽ thay đổi một cách liên tục từ trạng thái đầu qua nhiều trạng thái trung gian rồi trở về trạng thái ban đầu. 2GIẢNG VIÊN: TS. PHAN THÀNH NHÂN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM Ví dụ: Trong các máy nhiệt, Để biến nhiệt thành công, phải tiến hành cho môi chất giãn nở. Muốn nhận được công liên tục, môi chất phải giãn nở liên tục, → không thể thực hiện vì kích thước máy có hạn. Quá trình khép kín hay chu trình. 3GIẢNG VIÊN: TS. PHAN THÀNH NHÂN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM Chu trình thuận nghịch Chu trình chỉ tiến hành qua các trạng thái cân bằng Tiến hành ngược trở lại qua tất cả các trạng thái đã đi qua mà môi chất và môi trường không có gì thay đổi. 4GIẢNG VIÊN: TS. PHAN THÀNH NHÂN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM Chu trình thuận chiều: _ động cơ nhiệt QH W QL 5GIẢNG VIÊN: TS. PHAN THÀNH NHÂN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM Q1 = QH: Nhiệt nhận vào từ nguồn nóng T1 W: Công sinh ra Q1 = W + IQ2I Q2 = QL: nhiệt nhả ra cho nguồn lạnh T2 QH W = QH − QL W Hiệu suất nhiệt của chu trình QL W QH − QL QL t = = t = 1− QH QH QH Nhận xét : Hiệu suất t của chu trình thuận chiều (động cơ nhiệt) luôn luôn nhỏ hơn 1, t chỉ bằng 1 khi không có nhiệt lượng thải cho nguồn nhiệt ở nhiệt độ thấp. Chu trình nào có hiệu suất nhiệt lớn hơn thì hoàn thiện hơn. VD : Động cơ phản lực có hiệu suất nhiệt thuộc loại thấp nhất  4%, động cơ hơi nước  10%, turbin khí và động cơ đốt trong  50%. 6GIẢNG VIÊN: TS. PHAN THÀNH NHÂN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM Chu trình ngược chiều _ máy lạnh QH W QL 7GIẢNG VIÊN: TS. PHAN THÀNH NHÂN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM QH = W + QL QH W Hệ số làm lạnh (máy lạnh) Q QL QL = L = W QH − QL Hệ số làm nóng (bơm nhiệt) QH QH = = W QH − QL 8GIẢNG VIÊN: TS. PHAN THÀNH NHÂN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM 2. Định luật nhiệt động thứ hai Phát biểu của Clausius Không thể có bất kỳ một máy lạnh hay bơm nhiệt nào có thể vận chuyển nhiệt lượng từ một nơi có nhiệt độ nhỏ hơn đến nơi có nh ...