Bài 33. Các nguyên lí của nhiệt động lực học

Phát biểu và viết biểu thức của nguyên lí I NĐLH?
Trong các hệ thức sau, hệ thức nào diễn tả quá trình nung nóng khí trong một bình kín khi bỏ qua sự nở vì nhiệt của bình?
A. U = A
B. U = 0
C. U = Q + A
D. U = Q
Nêu tên, đơn vị và quy ước dấu của các đại
lượng trong hệ thức?
A. Q < 0 và A > 0
B. Q > 0 và A > 0
C. Q > 0 và A < 0
D. Q < 0 và A < 0
§33: CÁC NGUYÊN LÍ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
I - NGUYấN L� I NHI?T D?NG L?C H?C:
I - NGUYấN L� I NHI?T D?NG L?C H?C:
II - NGUYấN L� II NHI?T D?NG L?C H?C:
Là quá trình vật tự quay về trạng thái ban đầu mà không cần đến sự can thiệp của vật khác.
1. Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch:
a. Quá trình thuận nghịch:
II - NGUYấN L� II NHI?T D?NG L?C H?C:
1. Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch:
§33: CÁC NGUYÊN LÍ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
I - NGUYấN L� I NHI?T D?NG L?C H?C:
II - NGUYấN L� II NHI?T D?NG L?C H?C:
1. Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch:
a. Quá trình thuận nghịch:
b. Quá trình không thuận nghịch:
VD1: Ca nước nóng đặt trong không khí.
Quá trình truyền nhiệt là quá trình không thuận nghịch
I - NGUYấN L� I NHI?T D?NG L?C H?C:
II - NGUYấN L� II NHI?T D?NG L?C H?C:
1. Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch:
§33: CÁC NGUYÊN LÍ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
I - NGUYấN L� I NHI?T D?NG L?C H?C:
II - NGUYấN L� II NHI?T D?NG L?C H?C:
1. Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch:
VD2: Hòn đá rơi từ trên cao xuống đất.
Sự chuyển hóa giữa cơ năng và nội năng cũng là quá trình không thuận nghịch.
Quá trình không thuận nghịch là quá trình vật không thể tự quay về trạng thái ban đầu, nếu muốn xảy ra theo chiều ngược lại thì phải cần đến sự can thiệp của vật khác.
I - NGUYấN L� I NHI?T D?NG L?C H?C:
II - NGUYấN L� II NHI?T D?NG L?C H?C:
1. Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch:
a. Quá trình thuận nghịch:
b. Quá trình không thuận nghịch:
§33: CÁC NGUYÊN LÍ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
I - NGUYấN L� I NHI?T D?NG L?C H?C:
II - NGUYấN L� II NHI?T D?NG L?C H?C:
1. Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch:
I - NGUYấN L� I NHI?T D?NG L?C H?C:
II - NGUYấN L� II NHI?T D?NG L?C H?C:
1. Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch:
§33: CÁC NGUYÊN LÍ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
I - NGUYấN L� I NHI?T D?NG L?C H?C:
II - NGUYấN L� II NHI?T D?NG L?C H?C:
2. Nguyên lí II nhiệt động lực học:
a. Cách phát biểu của Clau-di-út
Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang vật nóng hơn.
I - NGUYấN L� I NHI?T D?NG L?C H?C:
II - NGUYấN L� II NHI?T D?NG L?C H?C:
1. Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch:
2. Nguyên lí II nhiệt động lực học:
§33: CÁC NGUYÊN LÍ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
I - NGUYấN L� I NHI?T D?NG L?C H?C:
II - NGUYấN L� II NHI?T D?NG L?C H?C:
2. Nguyên lí II nhiệt động lực học:
a. Cách phát biểu của Clau-di-út
Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang vật nóng hơn.
C3
R.Clausius
(1822-1888)
Nhà vật lí người Đức
I - NGUYấN L� I NHI?T D?NG L?C H?C:
II - NGUYấN L� II NHI?T D?NG L?C H?C:
1. Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch:
2. Nguyên lí II nhiệt động lực học:
§33: CÁC NGUYÊN LÍ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
I - NGUYấN L� I NHI?T D?NG L?C H?C:
II - NGUYấN L� II NHI?T D?NG L?C H?C:
Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang vật nóng hơn.
C4
b. Cách phát biểu của Các-nô
Động cơ nhiệt không thể chuyển hóa tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học.
Sadi Carnot
(1796-1832)
Nhà vật lí người Pháp
2. Nguyên lí II nhiệt động lực học:
a. Cách phát biểu của Clau-di-út
I - NGUYấN L� I NHI?T D?NG L?C H?C:
II - NGUYấN L� II NHI?T D?NG L?C H?C:
1. Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch:
2. Nguyên lí II nhiệt động lực học:
§33: CÁC NGUYÊN LÍ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
I - NGUYấN L� I NHI?T D?NG L?C H?C:
II - NGUYấN L� II NHI?T D?NG L?C H?C:
3. Vận dụng:
Nguyên lí II NĐLH có thể giải thích nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của động cơ nhiệt.
I - NGUYấN L� I NHI?T D?NG L?C H?C:
II - NGUYấN L� II NHI?T D?NG L?C H?C:
1. Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch:
2. Nguyên lí II nhiệt động lực học:
3. Vận dụng:
§33: CÁC NGUYÊN LÍ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
I - NGUYấN L� I NHI?T D?NG L?C H?C:
II - NGUYấN L� II NHI?T D?NG L?C H?C:
3. Vận dụng:
NGUỒN NÓNG
= Q1 - Q2
Q1
Q2
NGUỒN LẠNH
BỘ PHẬN
PHÁT ĐỘNG
1. Nguồn nóng để 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 động.
3. Nguồn lạnh để thu nhiệt lượng do tác nhân tỏa ra.
I - NGUYấN L� I NHI?T D?NG L?C H?C:
II - NGUYấN L� II NHI?T D?NG L?C H?C:
1. Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch:
2. Nguyên lí II nhiệt động lực học:
3. Vận dụng:
A
§33: CÁC NGUYÊN LÍ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
I - NGUYấN L� I NHI?T D?NG L?C H?C:
II - NGUYấN L� II NHI?T D?NG L?C H?C:
3. Vận dụng:
Hiệu suất của động cơ nhiệt
Hiệu suất của động cơ nhiệt lí tưởng
Trong đó : T1 là nhiệt độ tuyệt đối của nguồn nóng
T2 là nhiệt độ tuyệt đối của nguồn lạnh
I - NGUYấN L� I NHI?T D?NG L?C H?C:
II - NGUYấN L� II NHI?T D?NG L?C H?C:
1. Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch:
2. Nguyên lí II nhiệt động lực học:
3. Vận dụng:
§33: CÁC NGUYÊN LÍ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
I - NGUYấN L� I NHI?T D?NG L?C H?C:
II - NGUYấN L� II NHI?T D?NG L?C H?C:
1. Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch:
2. Nguyên lí II nhiệt động lực học:
3. Vận dụng:
4.Bài tập áp dụng:
4. Bài tập áp dụng
Bài tập 1
Bài tập 4
Bài tập 3
Bài tập 2
§33: CÁC NGUYÊN LÍ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
Về mùa hè người ta có thể dùng máy điều hòa nhiệt độ để truyền nhiệt từ trong phòng ra ngoài trời, mặc dù nhiệt độ ngoài trời cao hơn trong phòng. Hỏi điều này có vi phạm nguyên lí II NĐLH không? Tại sao?
C3
I - NGUYấN L� I NHI?T D?NG L?C H?C:
II - NGUYấN L� II NHI?T D?NG L?C H?C:
1. Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch:
2. Nguyên lí II nhiệt động lực học:
§33: CÁC NGUYÊN LÍ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
Hãy chứng minh rằng cách phát biểu của Các-nô không vi phạm định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng.
C4
I - NGUYấN L� I NHI?T D?NG L?C H?C:
II - NGUYấN L� II NHI?T D?NG L?C H?C:
1. Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch:
2. Nguyên lí II nhiệt động lực học:
§33: CÁC NGUYÊN LÍ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
Bài 1: Xác định hiệu suất của 1 động cơ nhiệt biết rằng khi nó thực hiện được công 30 kJ thì nó nhả cho nguồn lạnh nhiệt lượng 120 kJ.
I - NGUYấN L� I NHI?T D?NG L?C H?C:
II - NGUYấN L� II NHI?T D?NG L?C H?C:
1. Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch:
2. Nguyên lí II nhiệt động lực học:
3. Vận dụng:
4. Bài tập áp dụng
Tóm tắt:
A = 30 kJ
Q2 = 120 kJ
Tính H = ?
Giải:
Nhiệt lượng mà nguồn nóng cung cấp là
Q1 = A + Q2 = 30 + 120 = 150 kJ
Hiệu suất của động cơ là:
§33: CÁC NGUYÊN LÍ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
Bài 2: Xác định hiệu suất của 1 động cơ thực hiện công 350 J khi nhận được từ một nguồn nóng nhiệt lượng 1000 J.
I - NGUYấN L� I NHI?T D?NG L?C H?C:
II - NGUYấN L� II NHI?T D?NG L?C H?C:
1. Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch:
2. Nguyên lí II nhiệt động lực học:
3. Vận dụng:
4. Bài tập áp dụng
Tóm tắt:
Giải
Hiệu suất của động cơ là:
§33: CÁC NGUYÊN LÍ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
Bài 3: Một máy hơi nước công suất 14,7 kW, mỗi giờ dùng hết 8,1 kg than. Tìm hiệu suất của động cơ. Biết năng suất tỏa nhiệt của than là 3,6.107 J/kg.
I - NGUYấN L� I NHI?T D?NG L?C H?C:
II - NGUYấN L� II NHI?T D?NG L?C H?C:
1. Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch:
2. Nguyên lí II nhiệt động lực học:
3. Vận dụng:
4. Bài tập áp dụng
Tóm tắt:
m = 8,1 kg
P = 14,7kW
q = 3,6.107 J/kg.
Tính H = ?
Giải:
Nhiệt lượng mà than tỏa ra trong 1h là:
Q1 = m.q = 8,1.3,6.107 = 2,916.108 (J)
Công mà động cơ thực hiện
A = P.t = 14,7.103.3600 = 0,5292.108 (J)
Hiệu suất của động cơ là:
t = 1h = 3600 s
§33: CÁC NGUYÊN LÍ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
Bài 4: Nhiệt độ của nguồn nóng một động cơ nhiệt là 5200C, của nguồn lạnh là 200C. Hỏi công mà động cơ thực hiện được khi nhận từ nguồn nóng nhiệt lượng 107 J (coi động cơ là lí tưởng).
I - NGUYấN L� I NHI?T D?NG L?C H?C:
II - NGUYấN L� II NHI?T D?NG L?C H?C:
1. Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch:
2. Nguyên lí II nhiệt động lực học:
3. Vận dụng:
4. Bài tập áp dụng
Tóm tắt:
A = ?
Giải
Hiệu suất của động cơ:
Công mà động cơ thực hiện là:
M
M
ĐỘNG CƠ NHIỆT