13
1/22/2013 1 thermodynamics NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC KỸ THUẬT (Thermodynamics) HUỲNH PHƯỚC HIỂN BỘ MÔN CÔNG NGHỆ NHIỆT – LẠNH KHOA CƠ KHÍ 1 thermodynamics GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÔN HỌC 2 Thời lượng/số tín chỉ: 14 tuần/2 tín chỉ Cách thức đánh giá kết quả học tập: 2 bài kiểm tra trắc nghiệm (15%/một bài) Kiểm tra giữa học kỳ: 20% ( thi trắc nghiệm thời gian: 45 phút ). Thi cuối kỳ: 50% ( thi viết thời gian: 90 phút ). Tài liệu tham khảo: [1] Hoàng Đình Tín , Lê Chí Hiệp - Nhiệt động lực học kỹ thuật, NXB KHKT 1997. [2] Hoàng Đình Tín, Bùi Hải - Bài tập Nhiệt động lực học KT và truyền nhiệt, NXB ĐHQG Tp HCM - 2002. [3] Yunus A.Cengel, Micheal A. Boles - Thermodynamics, An Engineer Approach, International Edition - 1994. [4] David Halliday- Robert Resnick- Fearl Walker - Fundamentals of Physics, Wiley Publisher.

NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC KỸ THUẬT - CHƯƠNG 1

Embed Size (px)

Citation preview

  • 1/22/2013

    1

    thermodynamics

    NHIT NG LC HC K THUT

    (Thermodynamics)

    HUNH PHC HIN

    B MN CNG NGH NHIT LNH

    KHOA C KH

    1

    thermodynamics

    GII THIU CHUNG V MN HC

    2

    Thi lng/s tn ch: 14 tun/2 tn ch

    Cch thc nh gi kt qu hc tp:

    2 bi kim tra trc nghim (15%/mt bi)

    Kim tra gia hc k: 20% ( thi trc nghim thi gian: 45 pht ).

    Thi cui k: 50% ( thi vit thi gian: 90 pht ).

    Ti liu tham kho:

    [1] Hong nh Tn , L Ch Hip - Nhit ng lc hc k thut, NXB KHKT 1997.

    [2] Hong nh Tn, Bi Hi - Bi tp Nhit ng lc hc KT v truyn nhit, NXB HQG Tp HCM - 2002.

    [3] Yunus A.Cengel, Micheal A. Boles - Thermodynamics, An Engineer Approach, International Edition - 1994.

    [4] David Halliday- Robert Resnick- Fearl Walker - Fundamentals of Physics, Wiley Publisher.

  • 1/22/2013

    2

    thermodynamics

    CHNG 1: M U

    3

    thermodynamics

    Ni dung

    4

    Gii thiu mn hc

    Khi nim & nh ngha

    Thuyt ng hc phn t

    Cc thng s trng thi

    Phng trnh trng thi ca vt cht th kh

    Hn hp kh l tng

  • 1/22/2013

    3

    thermodynamics 5

    1. Gii thiu mn hc

    C Nng Nhit nng

    Nhit

    ng lc

    hc k

    thut

    thermodynamics

    2. Cc khi nim v nh ngha

    H nhit ng

    H nhit ng kn.

    H nhit ng h.

    H nhit ng on nhit.

    H nhit ng c lp.

    Ngun nhit

    Ngun nng

    Ngun lnh

    ng c nhit

    My lnh

    Bm nhit

    6

    Cht mi gii

    Trng thi v trng thi cn bng

    Qu trnh thun nghch v khng thun nghch

    Pha v cht thun khit

  • 1/22/2013

    4

    thermodynamics

    2. Cc khi nim v nh ngha

    7

    H nhit ng

    H nhit ng

    Khi lng Cng Nhit

    lng

    Kn 0

    H

    on nhit 0

    C lp 0 0 0

    thermodynamics

    2. Cc khi nim v nh ngha

    8

    Ngun nhit ng c nhit, my lnh, bm nhit

    Q1

    Ngun lnh

    Ngun nng

    Ngun nng

    Ngun lnh

    Q2

    Cng W ng c

    nhit

    My lnh,

    bm nhit Cng W

  • 1/22/2013

    5

    thermodynamics 9

    Cht mi gii

    Kh l tng:

    Th tch bn thn ca cc phn t kh bng khng.

    Lc tng tc gia cc phn t kh bng khng.

    2. Cc khi nim v nh ngha

    Cht thun khit

    thermodynamics

    3. Thuyt ng hc phn t ca cht kh

    10

    M hnh ca Joule

    Cc phn t kh ch chuyn ng tnh tin, tc ca cc phn

    t bng nhau theo mi phng.

    B qua tng tc gia cc phn t, b qua nh hng ca trng

    trng

    Phng trnh biu din trng thi ca cht kh:

    . =

    ..

    Vi

    .. = ()

    Nu p =const, V t l thun vi T (L Charles v Gay Lussac)

    Nu T = const, p.V = const (nh lut Boyle)

    M hnh ci tin ca Clausius

    Tnh n nh hng ca tng tc gia cc phn t.

  • 1/22/2013

    6

    thermodynamics

    4. Cc thng s trng thi

    11

    Nhit

    p sut

    Th tch ring v khi lng ring

    Ni nng

    Enthalpy

    Entropy

    thermodynamics 12

    Nhit

    L thng s biu th mc nng hay lnh ca mt vt.

    Thng s quy nh mc chuyn ng ca dng nhit.

    L thc o ng nng trung bnh ca v s cc phn t ang chuyn ng tnh tin (i vi kh l tng)

    . . =

    ..

    k = 1,3805.1023 J/K - hng s Boltzmann

    Video

    4. Cc thng s trng thi

  • 1/22/2013

    7

    thermodynamics 13

    Nhit

    Cc thang o nhit

    Cc thit b o nhit in hnh

    4. Cc thng s trng thi

    Thang nhit

    bch phn

    (Celcius scale)

    Thang nhit

    Fahrenheit

    (Fahrenheit scale)

    Thang nhit tuyt i

    (Thermodynamic temperature scale)

    Thang nhit Kelvin Thang nhit Rankine

    n v oC oF K oR

    Chuyn

    i t(oC) t(oF) = 1,8.t(oC) +32 T(K) = t(oC) + 273,15

    T(oR) = 1,8.T(K)

    T(oR) = t(oF) + 459,67

    thermodynamics 14

    p sut

    L p lc tc ng ln mt n v din tch b mt ranh gii theo phng php tuyn vi b mt .

    = (

    )

    n v:

    H SI: N/m2(Pa); kgf/cm2, mH2O, mmHg, bar, at.

    H I.P: inHg, psi, tonf/in2.

    Bng chuyn i n v: bng 1.1/trang 23, TL[1]

    Phn loi:

    p sut d pd (gage pressure)

    chn khng pck (vacuum pressure)

    p sut kh quyn po (atmosphere pressure)

    p sut tuyt i p (absolute pressure)

    4. Cc thng s trng thi

    p sut d

    p sut tuyt i

    p sut

    tuyt i

    p sut

    chn khng

    p sut kh quyn

    Chn khng tuyt i

  • 1/22/2013

    8

    thermodynamics 15

    Thit b o p sut chn khng: Vacummeter

    Thit b o p sut kh quyn:Barometer.

    Thit b o p sut d: Manometer,

    4. Cc thng s trng thi

    p sut

    Cc thit b o p sut

    thermodynamics

    4. Cc thng s trng thi

    16

    Th tch ring v khi lng ring

    Th tch ring v (m3/kg)

    =

    Khi lng ring (kg/m3)

    =

    Trong :

    V: th tch (m3)

    G: khi lng (kg)

    0

    2000

    4000

    6000

    8000

    10000

    12000

    14000

    16000

    Khi lng ring (kg/m)

    Nc

    Du

    Thy ngn

  • 1/22/2013

    9

    thermodynamics

    4. Cc thng s trng thi

    17

    V d: s dng p k dng ch U o p sut kh trong bnh nh hnh bn. Bit mi cht lm

    vic bn trong ng ch U l nc, c khi lng

    ring = 1000 kg/m3. Chnh lch mc cht lng

    gia hai nhnh l h = 10 cm. Xc nh:

    p sut d v p sut tuyt i ca khi kh

    cha trong bnh.

    Nu mi cht s dng bn trong ng ch U l

    thy ngn c = 13600 /3, xc nh li gi tr h? C nhn xt g v kt qu nhn c?

    thermodynamics 18

    Ni nng: L tt c cc thnh phn nng lng ca h nhit ng lin quan n cc

    phn t vi m ca h (nguyn t v phn t).

    U = f(T,v)

    i vi kh l tng: U = f(T)

    n v: H SI (International system of unit): J (Joule)

    H I.P (Imperial unit): BTU (British thermal unit)

    1 BTU = 1,055 kJ

    * Tnh cho mt 1kg mi cht u = U/G (J/kg)

    4. Cc thng s trng thi

  • 1/22/2013

    10

    thermodynamics 19

    Enthalpy:

    L mt thng s trng thi c tnh gin tip qua biu thc:

    I = U + p.V (J)

    Tnh cho 1kg mi cht: =

    = + . (

    )

    i vi kh l tng: i = f(T)

    Entropy: entropy l mt hm nhit ng.

    dS = 0 khi QT thay i trng thi ca mi cht l on nhit

    thun nghch.

    dS =

    (J/K) khi QT thay i trng thi l thun nghch.

    Tnh cho 1 kg mi cht: =

    (

    .)

    4. Cc thng s trng thi

    thermodynamics

    5. Phng trnh trng thi ca kh l tng

    20

    Kh l tng

    Phng trnh trng thi ca kh l tng Quan h gia cc thng s trng thi p,v,T ca kh l tng

    Phng trnh Clapeyron (1799 1864):

    . = .

    . = . p.V = G.R.T

    Trong : p: p sut tuyt i ca cht kh (N/m2, Pa)

    : th tch ng vi 1 kmol cht kh (m3/kmol).

    v: th tch ring ca cht kh (m3/kg).

    : hng s ph bin ca cht kh - = 8314J/(kmol.K)

    R: hng s cht kh R =

    =

    .

    G: khi lng khi kh (kg)

    T: nhit tuyt i ca khi kh (K)

    Video

  • 1/22/2013

    11

    thermodynamics

    6. Hn hp kh l tng

    21

    Hn hp kh l tng: cc mi cht thnh phn bn trong u l

    kh l tng v c trn ln li theo kiu c hc.

    Vd: khng kh, sn phm chy

    VD: Khi khng kh c cha trong bnh kn c th

    tch V = 1m3 v nhit t = 35oC. Xc nh nhit v

    th tch ca cc kh thnh phn trong khi kh ni trn.

    thermodynamics 22

    Hn hp kh l tng gm n kh thnh phn.

    Thnh phn khi

    lng =

    =

    =

    =/

    ()

    Thnh phn th tch =

    =

    =

    Thnh phn mol =

    =

    =

    6. Hn hp kh l tng

  • 1/22/2013

    12

    thermodynamics 23

    nh lut Gibbs-Dalton p sut ring phn

    =. .

    =

    =

    ;

    Video

    nh lut Gibbs Dalton cng c pht biu cho enthalpy v entropy v ni nng ca kh l tng

    =

    =

    =

    =

    ;

    =

    =

    6. Hn hp kh l tng

    thermodynamics 24

    Cc i lng c trng ca hn hp

    6. Hn hp kh l tng

    Hn hp kh c n kh, thnh phn khi lng v th tch ca kh th i l: gi, ri.

    Theo thnh phn khi lng Theo thnh phn th tch

    Khi lng tng ng

    vi 1kmol hn hp (kg/kmol)

    =

    (/= )

    = .

    =

    Hng s cht kh R ca

    hn hp Rhh (J/kg.K) = . ( )

    =

    = .

    =

    = /( . )

    =

    Th tch ring ca hn

    hp (m3/kg) = /

    =

    Khi lng ring ca hn

    hp (kg/m3) = .

    =

    Phn p sut ca cc kh

    thnh phn pi = . .

  • 1/22/2013

    13

    thermodynamics

    KT THC CHNG 1

    25