Bài tập biểu đồ nhiệt động lực học

• 1.
• 2. Nhiệt động lực học Nguyên lý II Nhiệt động lực học Định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng Nhiệt động học là lý thuyết vật lý duy nhất tổng quát, trong khả năng ứng dụng và trong các cơ sở lý thuyết của nó, mà tôi tin rằng sẽ không bao giờ bị lật đổ Lee Ein
• 3. 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học Lee Ein
• 4. bày thuyết cấu tạo chất Bài 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học Lee Ein
• 5. cấu tạo chất:  Các chất được cấu tạo từ những hạt riêng biệt gọi là phân tử, nguyên tử. Giữa các nguyên tử, phân tử có khoảng cách.  Các phân tử, nguyên tử chuyển động không ngừng. Nhiệt độ của vật càng cao thì các nguyên tử, phân tử cấu tạo nên vật chuyển động càng nhanh.  Các phân tử, nguyên tử tương tác với nhau bằng lực hút và lực đẩy phân tử. Bài 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học Lee Ein
• 6. năng là một dạng năng lượng bên trong của hệ, nó chỉ phụ thuộc vào trạng thái của hệ. Nội năng bao gồm tổng động năng chuyển động nhiệt của các phân tử cấu tạo nên hệ và thế năng tương tác giữa các phân tử đó. Nội năng Động năng Thế năng Bài 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học Lee Ein
• 7. = f(Wđ, Wt ) Khi nhiệt độ thay đổi → động năng thay đổi → nội năng thay đổi → U = f(T). Khi thể tích thay đổi → thế năng thay đổi → nội năng thay đổi → U = f(V). Ta có thể viết: U = f(T,V) Bài 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học Lee Ein
• 8. làm biến đổi nội năng Bài 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học Có những cách nào làm nóng một vật? Lee Ein
• 9. làm biến đổi nội năng a. Thực hiện công Bài 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học Lee Ein
• 10. làm biến đổi nội năng b. Truyền nhiệt lượng Hơi nước Miếng kim loại Bài 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học Lee Ein
• 11. làm biến đổi nội năng Bài 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học Thực hiện công Truyền nhiệt lượng Ngoại lực thực hiện công lên vật Ngoại lực không thực hiện công lên vật Có dạng chuyển hoá từ dạng năng lượng khác (cơ năng) sang nội năng. Không có sự chuyển hoá từ dạng năng lượng này sang dạng năng lượng khác. Chỉ có sự truyền nội năng từ vật này sang vật khác. Lee Ein
• 12. làm biến đổi nội năng c. Sự tương đương giữa công và nhiệt lượng Vì sự thực hiện công và truyền nhiệt lượng đều là những cách làm biến đổi nội năng nên chúng tương đương nhau. Nội năng Thực hiện công Truyền nhiệt lượng Bài 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học Lee Ein
• 13. I nhiệt động lực học Bài 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học Phát biểu định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng? Năng lượng không tự nhiên mất đi, nó có thể chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác, nhưng tổng năng lượng luôn được bảo toàn Lee Ein
• 14. I nhiệt động lực học Nguyên lí I nhiệt động lực học là sự vận dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng vào các hiện tượng nhiệt. Bài 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học Lee Ein
• 15. I nhiệt động lực học Xét một hệ có trao đổi công và nhiệt lượng với các vật ngoài, được chuyển từ trạng thái 1 sang trạng thái 2. Kí hiệu ∆U là độ biến thiên nội năng của hệ: ∆U = U2 – U1 Trong đó, U1 là nội năng ở trạng thái đầu, U2 là nội năng ở trạng thái cuối. Bài 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học O V p 1 2 Aa a Qa Ab b Qb U1 U2 Qa ≠ Qb, Aa ≠ Ab Qa + Aa = Qb + Ab Lee Ein
• 16. I nhiệt động lực học Theo định luật bảo toàn năng lượng, nội năng của hệ tăng một lượng ∆U thì các vật khác phải mất một lượng năng lượng đúng bằng như thế, lượng năng lượng ấy được đo bằng nhiệt lượng Q và công A mà hệ nhận được: Trong đó: ∆U là độ biến thiên nội năng của hệ. Quy ước: - Nếu Q > 0: hệ nhận nhiệt lượng, A > 0: hệ nhận công. - Nếu Q < 0: hệ nhả nhiệt lượng, A < 0: hệ sinh công. vật A > 0 Q > 0 Q < 0 A < 0 Bài 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học ∆U = Q + A Lee Ein
• 17. I nhiệt động lực học Phát biểu 1: Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng đại số nhiệt lượng và công mà hệ nhận được. ∆U = Q + A Phát biểu 2: Nhiệt lượng truyền cho hệ làm tăng nội năng của hệ và biến thành công mà hệ sinh ra. Q = ∆U – A Bài 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học Lee Ein
• 18. lý I Nhiệt động lực học Khái niệm nội năng. Các cách làm biến đổi nội năng. Nguyên lý I Nhiệt động lực học (The first law of thermodynamics). Bài tập. Lee Ein

Một máy nhiệt với công tác là khí lý tưởng đơn nguyên tử, thực hiện công theo chu trình 1-2-3-4-2-5-1 được biểu diễn trên giản đồ PoV như hình vẽ. Các điểm 1,2,3 trên cùng 1 đường thẳng đi qua gốc O, trong đó điểm 2 là trung điểm của đoạn 1-3. Tìm hiệu suất của máy nhiệt trên biết rằng nhiệt độ cực đại của khí trong chu trình lớn hơn nhiệt độ cực tiểu của nó là n lần Đáp số: [tex]\eta =\frac{A}{Q}=\frac{1}{8}.\frac{\sqrt{n}-1}{\sqrt{n}+1}[/tex]

Nhận xét: (1,5) đẳng áp có V5>V1 ==> T5>T1 (5,2) Đẳng tích có P2>P5==> T2>T5 (2,4) đẳng áp có V4>V2 ==> T4>T2 (4,3) đẳng tích có P3>P4 ==> T3>T4 vậy T3>T4>T2>T5>T1 ==> T3=nT1 Do 1,3 nằm trên đường thẳng ==> P3/V3=P1/V1=P2/V2 = a (hằng số) theo PT mendelep : P3.V3=(m/M).R.T3 và P1.V1=(m/M).R.T1, P2.V2=(m/M).R.T2 ==> [tex]V3/V1=\sqrt{n}[/tex] do 2 là trung điểm (1,3) ==> [tex]V2=(V1+V3)/2=(\sqrt{n}+1)V1/2[/tex] Công chu trình: A=2S(125) = (P2-P1)(V2-V1) = P2V2 + P1V1 = [tex]a(V2^2-V1^2)=aV1^2(\frac{\sqrt{n}-1}{2})^2[/tex] Nhiệt tỏa trong quá trình (1,2,3) ==> Q123=[tex]\Delta U123 + A123[/tex] = (3R/2)(T3-T2)+1/2(P3+P1)(V3-V1) \==> Q123=[tex]2a(n-1)V1^2[/tex] \==> H=A/Q (em biến đổi tiếp nhé)