Ktl-icon-tai-lieu

Nguyên lý thứ hai của nhiệt động lực học

Được đăng lên bởi tranlinhtvtkninhthuan
Số trang: 6 trang   |   Lượt xem: 385 lần   |   Lượt tải: 0 lần
CHƯƠNG VII: NGUYÊN LÝ THỨ HAI CỦA NHIỆT ĐỘNG HỌC
A.TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. Hiệu suất của động cơ nhiệt
A' Q1 − Q2'
η=
=
(7-1)
Q1
Q1
trong đó Q1 là nhiệt mà tác nhân nhận được của nguồn nóng, Q2’ là nhiệt
mà tác nhân nhả cho nguồn lạnh.
2. Hiệu suất của chu trình Cácnô
T
η = 1− 2
(7-2)
T1
3. Độ biến thiên entrôpi giữa hai trạng thái 1 và 2 theo một quá trình
thuận nghịch
(2 )
δQ
ΔS = S 2 − S1 = ∫
(7-3)
T
(1)

Đối với khí lý tưởng

T2
V2 ⎤
m⎡
⎢CV ln + R ln ⎥
μ⎣
V1 ⎦
T1
P
V ⎤
m⎡
= ⎢CV ln 2 + C P ln 2 ⎥
P1
V1 ⎦
μ⎣

ΔS =

(7-4)
(7-4a)

4. Nguyên lí tăng entrôpi
Với các quá trình nhiệt động thực tế xảy ra trong một hệ cô lập, entrôpi
của hệ luôn luôn tăng
ΔS ≥ 0
(7-5)
B. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI
7.1 Một động cơ nhiệt lý tưởng làm việc với nguồn nóng và nguồn lạnh
có nhiệt độ tương ứng là t1 = 2270C và t2 = 270C, động cơ nhận từ
nguồn nóng một nhiệt lượng 60 kJ. Tính:
a. Hiệu suất của động cơ nhiệt.
b. Nhiệt lượng mà tác nhân truyền cho nguồn lạnh.
Giải
Ta có:

T1 = (t1 + 273) = 227 + 273 = 500 (K)
T2 = (t2 + 273) = 27 + 273 = 300 (K)
Hiệu suất của động cơ nhiệt lý tưởng:

52

η =

T1 − T 2 500 − 300
=
= 0 , 4 = 40 %
T1
500

Mặt khác theo định nghĩa:
Q − Q2
η= 1
Q1

⇒ Q2 = Q1 (1 − η ) = 60(1 − 0,4) = 36(kJ )
7.2 Lò đốt nồi hơi của một máy hơi nước công suất 10 kW tiêu thụ mỗi
giờ 10kg than đá. Hơi đi vào xi lanh có nhiệt độ 2000C, hơi đi ra có
nhiệt độ 1000C. Tính:
a. Hiệu suất của máy hơi nước.
b. Hiệu suất của động cơ nhiệt lý tưởng làm việc với hai nguồn nhiệt
có nhiệt độ như trên.
Cho biết năng suất tỏa nhiệt của than đá là 35.106 J/kg.
Giải
a. Hiệu suất của máy hơi nước được tính theo công thức:

Q1 − Q2
A
P.t
10 4.3600
η=
=
=
=
≈ 0,1
Q1
Q1 m.q 10.35.10 6
η = 10%
b. Hiệu suất của động cơ nhiệt lý tưởng được tính theo công thức:
T − T2
η= 1
T1
trong đó:
T1 =(273 + 200) = 473(K)
T2 =(273 + 100) = 373(K)
T − T2
473 − 373
η = 1
=
≈ 0,2
T1
473
η = 20%
7.3 Một động cơ nhiệt hoạt động với hai nguồn nóng và nguồn lạnh có
nhiệt độ lần lượt là t1 = 2270C và t2 = 270C. Hỏi động cơ sản ra một
công cực đại là bao nhiêu khi nó nhận được của nguồn nóng một nhiệt
lượng là Q1= 1Kcal.
Giải
Để công mà động cơ sản ra là cực đại thì hiệu suất của động cơ phải cực
đại, nghĩa là:

53

A' T1 − T2
=
Q1
T1
trong đó:
Q1 = 1Kcal = 4,18 KJ
T1 = (t1 + 273) = 500(K)
T2 = (t2 + 273) = 300(K)
500 − 300
⇒η =
= 40%
500
Vậy công cực đại mà động cơ cung cấp là:
T − T2
A' = Q1 1
= 4,18.0,4 = 1,67( KJ )
T1

η=

7.4 Một ôtô có công suất là 45KW, hiệu suất của động cơ ôtô là 25%,
chuyển động với vậ...
CHƯƠNG VII: NGUYÊN LÝ TH HAI CA NHIT ĐỘNG HC
A.TÓM TT LÝ THUYT
1. Hiu sut ca động cơ nhit
1
'
21
1
'
Q
QQ
Q
A
==
η
(7-1)
trong đó Q
1
là nhit mà tác nhân nhn được ca ngun nóng, Q
2
’ là nhit
mà tác nhân nh cho ngun lnh.
2. Hiu sut ca chu trình Cácnô
1
2
1
T
T
=
η
(7-2)
3. Độ biến thiên entrôpi gia hai trng thái 1 và 2 theo mt quá trình
thun nghch
()
(
)
==Δ
2
1
12
T
Q
SSS
δ
(7-3)
Đối vi khí lý tưởng
+=Δ
1
2
1
2
lnln
V
V
R
T
T
C
m
S
V
μ
(7-4)
+=
1
2
1
2
lnln
V
V
C
P
P
C
m
PV
μ
(7-4a)
4. Nguyên lí tăng entrôpi
Vi các quá trình nhit động thc tế xy ra trong mt h cô lp, entrôpi
ca h luôn luôn tăng
ΔS 0 (7-5)
B. BÀI TP VÀ HƯỚNG DN GII
7.1 Mt động cơ nhit lý tưởng làm vic vi ngun nóng và ngun lnh
có nhit độ tương ng là t
1
= 227
0
C và t
2
= 27
0
C, động cơ nhn t
ngun nóng mt nhit lượng 60 kJ. Tính:
a. Hiu sut ca động cơ nhit.
b. Nhit lượng mà tác nhân truyn cho ngun lnh.
Gii
Ta có: T
1
= (t
1
+ 273) = 227 + 273 = 500 (K)
T
2
= (t
2
+ 273) = 27 + 273 = 300 (K)
Hiu sut ca động cơ nhit lý tưởng:
52
Nguyên lý thứ hai của nhiệt động lực học - Trang 2
Để xem tài liệu đầy đủ. Xin vui lòng
Nguyên lý thứ hai của nhiệt động lực học - Người đăng: tranlinhtvtkninhthuan
5 Tài liệu rất hay! Được đăng lên bởi - 1 giờ trước Đúng là cái mình đang tìm. Rất hay và bổ ích. Cảm ơn bạn!
6 Vietnamese
Nguyên lý thứ hai của nhiệt động lực học 9 10 350