Giáo trình Nhiệt động lực học kỹ thuật - Chương 1: Một số khái niệm cơ bản và phương trình trạng thái của khí lý tưởng - Nguyễn Thị Minh Trinh
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
MÔN HỌC:
NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC KỸ THUẬT
1
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
CHƢƠNG 1:
MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN
VÀ PHƢƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI
CỦA KHÍ LÝ TƢỞNG
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
2
Chƣơng 1
Một số khái niệm cơ bản
1. HỆ THỐNG NHIỆT ĐỘNG
Nguồn nóng
. Gắn liền với 3 yếu tố:
Chất môi giới
Nguồn lạnh
Nhiệt lƣợng
. Và trao đổi với môi
trƣờng xung quanh:
Công
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
3
Chƣơng 1
Một số khái niệm cơ bản
Thiết bị ngƣng tụ
Hệ thống
nhiệt động kín
Van tiết lƣu
Máy nén
Thiết bị bay hơi
Hệ thống
nhiệt động hở
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
4
Chƣơng 1
Một số khái niệm cơ bản
Hệ thống nhiệt động
đoạn nhiệt
Là hệ thống nhiệt động
không trao đổi nhiệt lƣợng
với môi trƣờng xung quanh
Q = 0
Hệ thống nhiệt động
cô lập
Q = 0
W = 0
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
5
Chƣơng 1
Một số khái niệm cơ bản
2. TRẠNG THÁI
Cân bằng Không cân bằng
3. QUÁ TRÌNH
-Tập hợp 1 số trạng
thái làm việc theo
cùng một nguyên tắc.
Không
thuận
nghịch
Thuận
nghịch
- Trạng thái đầu và
cuối là cân bằng
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
6
Chƣơng 1
Thông số trạng thái
Các đại lƣợng đặc trƣng cho trạng thái của chất môi
giới đƣợc gọi là thông số trạng thái
Các thông số trạng thái thƣờng dùng là:
. Nhiệt độ: T
Thông số trạng thái
. Áp suất: p
cơ bản
. Thể tích riêng: v
. Nội năng: u
. Entanpy: i
. Entropy: s
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
7
Chƣơng 1
Thông số trạng thái
1. NHIỆT ĐỘ
Là thông số biểu thị mức độ nóng lạnh của vật.
Dụng cụ đo: nhiệt kế
. Nhiệt kế thủy ngân: Dựa trên sự giãn nở của
chất lỏng
. Nhiệt kế điện trở: Dựa trên sự thay đổi điện trở
. Thermocouple: Dựa trên sự thay đổi dòng điện
. Nhiệt kế hồng ngoại: Dựa trên hiệu ứng bức xạ
nhiệt dƣới dạng hồng ngoại của vật nóng
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
8
Chƣơng 1
Thông số trạng thái
Trong kỹ thuật thƣờng dùng các thang nhiệt độ sau:
Thang nhiệt độ Celcius:
Thang nhiệt độ Fahrenheit:
. Ký hiệu: t
. Ký hiệu: t
0
0
. Đơn vị: C
. Đơn vị: F
Thang nhiệt độ Kelvin:
Thang nhiệt độ Rankine:
(Nhiệt độ tuyệt đối)
(Nhiệt độ tuyệt đối)
. Ký hiệu: T
. Đơn vị: K
. Ký hiệu: T
0
. Đơn vị: R
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
9
Chƣơng 1
Thông số trạng thái
0C
100
0R
671
0F
212
K
373
Mối quan hệ giữa
các thang nhiệt độ:
Ñieåm soâi cuûa
nöôùc
273
0
491
32
Ñieåm ñoùng
baêng cuûa nöôùc
K = 0C + 273
0R = 1,8 K
0F = 1,8 0C + 32
Möùc khoâng cuûa
thang nhieät ñoä
tuyeät ñoái
- 273
- 459
0
0
Chỉ có nhiệt độ
tuyệt đối mới là
thông số
Chú ý
trạng thái
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
10
Chƣơng 1
Thông số trạng thái
2. ÁP SUẤT
Là lực tác dụng lên một đơn vị
diện tích bề mặt ranh giới theo
phƣơng pháp tuyến với bề mặt đó.
F
,N/m2
p
A
Có các loại áp suất sau:
. Áp suất khí quyển: pkq
. Áp suất dƣ: pd
Xác định bằng
dụng cụ đo
. Áp suất chân không: pck
. Áp suất tuyệt đối: ptđ
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
11
Chƣơng 1
Thông số trạng thái
Ví dụ về áp suất
F A1
1
p1 p2
F2 A2
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
12
Chƣơng 1
Thông số trạng thái
Áp suất khí quyển: pkq
. Là áp lực của không khí tác động lên các vật thể
nằm trong nó và lên bề mặt trái đất.
. Giá trị trung bình của pkq tại
mực nƣớc biển là 760 mmHg
. Trong tính toán kỹ thuật
cho phép lấy pkq = 1 bar
. Dụng cụ đo: Barometer
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
13
Chƣơng 1
Thông số trạng thái
Áp suất dƣ: pd
. Khi áp suất môi trƣờng khảo sát lớn hơn áp suất
khí quyển, ta gọi độ chênh lệch giữa áp suất môi
trƣờng đó với áp suất khí quyển là áp suất dƣ.
. Dụng cụ đo: Manometer
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
14
Chƣơng 1
Thông số trạng thái
Áp suất chân không: pck
. Khi áp suất môi trƣờng khảo sát nhỏ hơn áp suất khí
quyển, ta gọi độ chênh lệch giữa áp suất môi trƣờng
đó với áp suất khí quyển là áp suất chân không.
. Dụng cụ đo: Vacumeter
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
15
Chƣơng 1
Thông số trạng thái
Áp suất tuyệt đối: ptđ
. Khi ptđ > pkq:
1bar = 105 N/m2 = 750 mmHg
1at = 0,981 bar = 1 kgf/cm2
= 10 mH2O
ptđ = pkq + pd
. Khi ptđ < pkq:
1 N/m2 = 1 Pa
ptđ = pkq – pck
1 psi = 6895 N/m2
Chỉ có áp suất
tuyệt đối mới là
Chú ý
thông số
trạng thái
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
16
Chƣơng 1
Thông số trạng thái
AÙp suaát moâi tröôøng khaûo saùt
lôùn hôn aùp suaát khí quyeån
AÙp suaát dö
AÙp suaát khí quyeån
Ñoä chaân khoâng
AÙp suaát moâi tröôøng khaûo saùt
nhoû hôn aùp suaát khí quyeån
AÙp suaát tuyeät ñoái
Chaân khoâng tuyeät ñoái
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
17
Chƣơng 1
Thông số trạng thái
3. THỂ TÍCH RIÊNG
. Thể tích riêng: . Khối lƣợng riêng:
G 1
V v
V
G
v
Trong đó: G – Khối lƣợng của khối chất môi giới đang khảo sát, kg
V – Thể tích choán chỗ của khối chất môi giới đó, m3
Chỉ có thể tích
riêng mới là
Chú ý
thông số
trạng thái
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
18
Chƣơng 1
Thông số trạng thái
4. NỘI NĂNG
. Tổng độ biến thiên năng lƣợng của một hệ thống:
E Eđ Et U
. Trong phạm vi nhiệt động lực học, hệ thống hầu
nhƣ không có sự thay đổi vị trí E = U
. Trong phạm vi vi mô của hệ thống:
U Uđ Ut
u uđ ut
. Nếu G = 1 kg:
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
19
Chƣơng 1
Thông số trạng thái
. Trong bài toán về nhiệt động với chất môi giới là khí
lý tƣởng, độ biến thiên nội năng của hệ thống đƣợc
xác định nhƣ sau:
, kJ/kg
u cv T2 T1
- Khi G = 1 kg:
- Khi G ≠ 1 kg:
, kJ
U G.u Gc v T2 T1
Trong đó: cv – Nhiệt dung riêng khối lƣợng đẳng tích, kJ/kgK
T1,T2 – Nhiệt độ đầu và cuối của quá trình khảo sát, K
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
20
Tải về để xem bản đầy đủ
33 trang
24780
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Nhiệt động lực học kỹ thuật - Chương 1: Một số khái niệm cơ bản và phương trình trạng thái của khí lý tưởng - Nguyễn Thị Minh Trinh", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_nhiet_dong_luc_hoc_ky_thuat_chuong_1_mot_so_khai_n.pdf
