Phần 1. Nhiệt động kỹ thuật

Hệ thống nhiệt động là tập hợp các đốitượng được tách ra để nghiên cứu về tínhchất nhiệt động của chúng, phần còn lạigọi là môi trường.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phần 1. Nhiệt động kỹ thuật MỞ ĐẦU1. Vị trí môn học và đối tượng nghiên cứu Môn học thuộc khối kiến thức cơ sở Sinh viên khối kỹ thuật2. Nội dung môn họcPhần 1. Nhiệt động kỹ thuật Chuyển hóa nhiệt năng Thiết bị nhiệtPhần 2. Cơ sở truyền nhiệt Quy luật truyền nhiệt Thiết bị trao đổi nhiệt Phần 1. Nhiệt động kỹ thuật Chương 1. Một số khái niệm cơ bản Chương 2. Định luật nhiệt động 1 Chương 3. Định luật nhiệt động 2 Chương 4. Chu trình nhiệt động Chương I. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ TRẠNG THÁI VẬT CHẤT Ở THỂ KHÍI.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢNI.1.1. Thiết bị nhiệtChức năng của nó là biến nhiệt năngthành các dạng năng lượng khác: cơ năng,điện năng… hoặc truyền tải nhiệt giữacác vùng có nhiệt độ khác nhau.I.1.2. Phân loạiI.1.2.1. Động cơ nhiệtNhận nhiệt Q1 từ nơi có nhiệt độ cao,biến nhiệt thành công L, phần còn lại thảira nguồn có nhiệt độ thấp hơn Q2 Q1 = L + Q 2I.1.2.2. Máy lạnh, bơm nhiệt Phòng ấm (Td: 30 0C) Q1 = L + Q2 L Q2 Môi trường ( Td: 5 0C) Q1 = L + Q2 L Q2 Kho lạnh (Td: - 30 0C) Nguyên lý và chức năng của thiết bị lạnh và bơm nhiệt Q 2 + L = Q1I.1.2.3. Nhóm các thiết bị khácI.1.3. Khái niệm về môi chất (chất môi giới)Để truyền tải, trao đổi, chuyển hoá nhiệtnăng ngoài hệ thống thiết bị nhất thiếtphải có một chất trung gian gọi là chấtmôi giới hay môi chất.I.1.4. Nguồn nhiệt Nguồn nhiệt là các đối tượng trao đổinhiệt trực tiếp với chất môi giới. Nguồncó nhiệt độ thấp gọi là nguồn lạnh; nguồncó nhiệt độ cao hơn gọi là nguồn nóng.I.1.5. Hệ thống nhiệt độngHệ thống nhiệt động là tập hợp các đốitượng được tách ra để nghiên cứu về tínhchất nhiệt động của chúng, phần còn lạigọi là môi trường.- Hệ thống kín- Hệ thống hở- Hệ thống đoạn nhiệt- Hệ thống cô lậpI.2. THÔNG SỐ TRẠNG THÁI CỦA MÔI CHẤTI.2.1. Định nghĩa thông số trạng tháiỞ một trạng thái nhất định môi chất cónhững thông số vật lý có trị số hoàn toànxác định. Các thông số này là hàm đơn trịcủa trạng thái; độ biến thiên của chúngchỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạngthái cuối mà không phụ thuộc vào tínhchất quá trình. Các thông số đó được gọilà các thông số trạng thái của môi chất. ∆Φ1 Trạng thái cuối ∆Φ2Trạng thái đầu ∆Φ3 ∆Φ= ∆Φ1 =∆Φ2= ∆Φ3 =Φcuối- ΦđầuI.2.2. Các TSTT của môi chấta. Nhiệt độ Khái niệm- Đặc trưng cho tính nóng lạnh của vật- Đặc trưng cho tốc độ chuyển động củacác phân tử: mϖ 2 T= 3k Thang đo nhiệt độThang đo nhiệt độ bách phân (Cencius):oCChọn chất để xây dựng thang đo: Nhà báchọc Cellcious đã chọn nước nguyên chấtở áp suất tiêu chuẩn (p = 760 mm Hg).Ở trạng thái băng tan của nước nguyênchất, người ta ấn định là 00CỞ trạng thái nước sôi, ấn định là 1000C.Trong khoảng (0÷ 100) ta chia làm 100phần bằng nhau mỗi phần là 10CSau khi đã có thang đo người ta mới chếtạo các loại nhiệt kế để đo nhiệt độ. Thang đo nhiệt độ tuyệt đối (Kelvil):oKCơ sở để xây dựng thang đo: dựa vào mốiquan hệ giữa nhiệt độ và tốc độ chuyểnđộng trung bình của nguyên tử, phân tửvật chất. mϖ 2 T= 3kk - hằng số Bonzman;k = 1,3805.10-23 (J/độ)Quan hệ giữa thang đo bách phân và Kelvin: đểxây dựng mối quan hệ giữa hai thang đo ngườita chọn một trạng thái làm mốc đó là trạng tháibăng tan. Ở trạng thái này t = 00C và T = 2730K.Vì 10C và 10K có độ lớn như nhau cho nên ta cóthể biểu diễn -273 C o 0C o tC o toC 0oK 273oK ToK ToK ToK= toC + 273 Faranhiet(oF), Rankine(oR)- Độ lớn 10F bằng độ lớn 10R bằng 5/9 độlớn của 10C và bằng 5/9 độ lớn 10K- Ở trạng thái nước đá đang tan:t = 00C, T = 2730K, T = 320F = 4620R ( 5 o ) 5 o t C = T K − 273 = t F − 32 = T R − 273 o o 9 9 Cách đo nhiệt độb. Áp suất chất khí Khái niệm áp suất F  N  p = ;  S  m2   Hệ thống đơn vị đoHệ thống Pascal(Pa) 1Pa=1N/m2; 1kPa=103Pa; 1MPa=106PaHệ thống bar 1Bar=105Pa Hệ thống atmosphere (at) 1at=0,981Bar 1kG/cm2=1(at) Hệ thống mmH2O, mmHg(Tor) Quan hệ giữa các hệ thống đơn vị đo N 1 1 1 1 2  = 1Pa = 10 −5 Bar = .10 −5 (at ) = mmH 2 O = mmHg m  0,981 ...