Bài 33. Các nguyên lí của nhiệt động lực học

Chào Mừng
Các Bạn & GVBM Vật Lý
Đến Tham Gia Buổi Thuyết Trình
Của Tổ 4
Bài 33:
CÁC NGUYÊN LÝ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
Thuyết trình: Nguyễn Văn Tú
I- NGUYÊN LÝ I CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
(NĐLH)
1. Phát biểu nguyên lý :


Vậy nguyên lý I NĐLH là sự định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lương vào các quá trình biến đổi trạng thái cảu những đối tượng cấu tạo bởi một số rất lớn các phân tử, nguyên tử. Và dược gọi là hệ nhiệt động (gọi tắt là hệ).
Nếu hệ đồng thời nhận được công và nhiệt thì theo định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lựơng:
Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được.

I- NGUYÊN LÝ I CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC (NĐLH)
1. Phát biểu nguyên lý :
Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được.
Quy ước về dấu của nhiệt lượng và công:
Q> 0: Hệ nhận nhiệt lượng;
Q<0: hệ truyền nhiệt lượng;
A>0: Hệ nhận công;
A<0: hệ thực hiện công.
C2: các hệ thức sau dây diễn tả quá trình nào?
a) U= Q khi Q > 0; khi Q < 0.
b) U= A khi A > 0; khi A < 0.
c) U= Q + A khi Q > 0 và A < 0.
d) U= Q + A khi Q > 0 và A > 0.
2. Vận dụng
Người ta cung cấp cho khí trong một xilanh nằm ngang nhiệt lương 1.5J. Khí nở ra đẩy Pit-tông đi một đoạn 5cm với một lự có độ lớn 20N. Tính độ biến thiên nội năng của khí?



TÓM TẮT:
Q=1.5J
l =5cm=0.05m
F=20N
U=?
Bài làm


Công mà chất khí thực hiện có độ lớn là:
A= Fl =20 . 0,5 = 1 J
Vì khí nhận nhiệt lượng và thực hiện công (A,0), nên theo nguyên lý I NĐLH, ta có:
U = Q+A =1,5 – 1 = 0.5 J




2. Vận dụng
Cho 3 quá trình biến đổi trạng thái của chất khí

Trong quá trình đẳng áp này:
V ≠0 nên A≠0.
Đây là quá trình sinh công
nên A<0
Vậy hệ thức của nguyên lí I NĐLH
có dạng: Q=U+A
với A=-P(V2 – V1 )
Vì nội năng của khí lý tưởng chỉ phụ thuốc vào nhiệt độ nên trong quá trình đẳng nhiệt U=0.
Đây là quá trình sinh công nên A<0.
Vậy hệ thức của nguyên I NĐLH có dạng:
Q=U+A=A
với A=-P(V2 – V1 )
Trong quá trình đẳng tich cho chất khí chuyển từ trạng thái 1 (P1,V1,T1) sang trạng thái 2 (P2,V2,T2): V1=V2
Hãy chứng minh U=Q

Đáp án: U= Q+A vì V1=V2
=> V=0 Nên A=0 <=> U=Q


Vậy hệ thức của nguyên I NĐLH có dạng:
Q=U+A


Biểu thức của nguyên lý I NĐLH trong qua trình đẳng tích.
Trong quá trình đẳng tích, nhiệt lượng mà chất khí
nhận được chỉ dùng làm tăng nội năng.
Quá trình đẳng tích là quá trình truyền nhiệt
II - NGUYÊN LÝ II
NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
II NGUYÊN LÝ II NHIỆT ĐỘNG LƯC HỌC
1. quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch.
a) quá trình thuận nghịch
Đây được gọi là quá trình thuận nghịch.




Trước quá trình
Sau quá trình
Quá trình truyền nhiệt
là một quá trình không thuận nghịch
Các thí nghiệm trên cho thấy, cơ năng có thể chuyển hoá hoàn toàn thành nội năng, nhưng ngược lại, nội năng không thể chuyển hóa hoàn toàn thành cơ năng. Sự chuyển háo giữa cơ năng và nội năng cũng là một trong quá trình không thuận nghịch
II NGUYÊN LÝ II NHIỆT ĐỘNG LƯC HỌC
1. Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch.
Như vậy trong tự nhiên có nhiều quá trình chỉ có thể tự xảy ra theo một chiều xác định, không thể tự xảy ra theo chiều ngược lại mặc dụ điều này không vi phạm nguyên lý I NĐLH
II NGUYÊN LÝ II NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
Nguyên lý II nhiệt động lực học

a) Cách phát biểu của
Clau-di-út



Nhiệt không thể tự truyền
từ một vật này sang vật
nóng hơn
b) cách phát biểu của
Các-nô



Động cơ nhiệt không thể truyền hóa tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học
II NGUYÊN LÝ II NHIỆT ĐỘNG LƯC HỌC
3. Vận dụng


Mỗi đông cơ nhiệt đều phải có 3 bộ phận cơ bản là :
1. nguồn nóng cung cấp nhiệt lượng;
2. bộ phận phát động gồm vật trung gian nhận nhiệt sinh công gọi là tác nhân và các thiết bị phát đông;
3. nguồn lạnh để thu nhiệt lượng do tác nhân tỏa ra.
Nguồn nóng cung cấp nhiệt lượng Q1 cho bộ phận phát động để bô phận này chuyển háo thành công A. Theo nguyên lý II thì bộ phận phát động không thể chuyển háo tất cả nhiệt lượng nhận dược thành công cơ học. Do đó, cần có nguồn lạnh để nhận phần nhiệt lượng Q2 còn lại, chưa dược chuyễn hóa thành công
Cũng vì thế mà hiệu suất của dộng cơ nhiệt:



luôn nhỏ hơn 1
vì theo quy ước dấu, công sinh ra có giá trị âm, nên trong công thức trên ta viết là gái trị tuyệt đối cảu A để hiệu suất luôn là một đại lượng số học
** Nguyên lý I NĐLH: Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được.
U= Q+A
Quy ước về dấu của nhiệt lượng và công:
Q> 0: Hệ nhận nhiệt lượng;
Q<0: hệ truyền nhiệt lượng;
A>0: Hệ nhận công;
A<0: hệ thực hiện công.


Nguyên lý II nhiệt động lực học
Nhiệt không thể tự truyền
từ một vật này sang vật
nóng hơn

Động cơ nhiệt không thể truyền hóa tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học
Tóm tắt nội dung bài học


"Cảm ơn cô và các bạn
đã lắng nghe bài thuyết trình của tổ chúng em!!"