Bài giảng Vật lí đại cương - Chương 5: Nhiệt học (Tiếp theo)

Bài giảng Vật lí đại cương - Chương 5: Nhiệt học (Tiếp theo) cung cấp cho học viên những kiến thức về nguyên lí 1, nguyên lí 2, chu trình Carnot, phương pháp hàm nhiệt động, biến thiên entropy của hệ cô lập, quá trình chuẩn dừng ,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vật lí đại cương - Chương 5: Nhiệt học (Tiếp theo) VẬT LÍ ĐẠI CƯƠNG Phạm Đỗ Chung Bộ môn Vật lí chất rắn – Điện tử Khoa Vật lí, ĐH Sư Phạm Hà Nội 136 Xuân Thủy, Cầu Giấy, Hà NộiPHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 Khoa Hoá học Chương 5 Nhiệt học 1. Nhiệt độ-nguyên lý số 0 2. Các quá trình chuyển thể 3. Khí lí tưởng, khí thực 4. Thuyết động học chất khí 5. Nguyên lí 1 6. Nguyên lí 2 7. Chu trình CarnotPHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 2 Nguyên lí 1 • Nội năng của hệ là một hàm của các thông số trạng thái P, V, T • Đối với hệ kín: dU = q + w Toàn bộ nhiệt lượng và công mà hệ nhận được đều chuyển thành nội năng của hệPHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 Nguyên lí 1 • Nhiệt lượng là một dạng năng lượng được trao đổi giữa hai vật hoặc giữa vật và môi xung quanh tùy thuộc vào sự chênh lệch nhiệt độ. • Ở trạng thái cân bằng nhiệt (nhiệt độ hai bên bằng nhau) thì không có sự trao đổi nhiệt lượng. • q > 0: hệ nhận nhiệt lượng của môi trường (năng lượng của hệ tăng) • q < 0: hệ tỏa nhiệt ra môi trường (năng lượng của hệ giảm)PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 Nguyên lí 1 • Công là năng lượng cơ học mà hệ cho hoặc nhận từ môi trường. • w > 0: hệ nhận công từ môi trường (năng lượng của hệ tăng) • w < 0: hệ sinh công (năng lượng của hệ giảm) • Một cách cổ điển thì công cơ học được tính như sau: w = F.xPHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 Nguyên lí 1 • Nội năng của một hệ là đại lượng bảo toàn DU=q+w • Nội năng của hệ cô lập là hằng số • Nội năng của hệ kín là một hàm trạng thái (chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và cuối của hệ)PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 Nguyên lí 1 • Nội năng là hàm trạng thái trong các quá trình chuẩn dừng Nhiệt động lực học áp dụng với các hệ ở trạng thái cân bằng hoặc trạng thái chuẩn dừng khi mà tốc độ khuếch tán hay tốc độ phản ứng hóa học được coi như bằng khôngPHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 Nguyên lí 2 Entropy DU = q + w Trong một vài trường hợp nguyên lí 1 được nghiệm đúng nhưng lại không xảy ra trong tự nhiênPHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 Nguyên lí 2 • Không thể chuyển toàn bộ nhiệt lượng nhận được thành công cơ học. • Trong các quá trình thuận tự nhiên nhiệt lượng chỉ được truyền từ chỗ nóng sang chỗ lạnh • Entropy (S) là một hàm trạng thái:PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 Nguyên lí 2 DS ≥ 0 quá trình thường xảy ra thậm chí với cả hệ cô lập DS = 0 là quá trình thuận nghịch ở trạng thái cân bằng DS > 0 là quá trình không thuận nghịch DS < 0 là quá trình không tự nhiên, rất hiếm khi xảy raPHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 Nguyên lí 2 • Biến thiên entropy của hệ cô lậpPHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 Nguyên lí 3 • Entropy của một hệ ở T=0K bằng zero S = k ln w = k ln 1 = 0PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 Chu trình CarnotPHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020