Bài giảng Kỹ thuật nhiệt - Chapter 6: The 2nd Law of Thermodynamics (Định luật nhiệt động học 2) - Lê Văn Điểm

Giới thiệu ĐL 2: Chiều diến ra các quá trình.

› Tìm hiểu các quá trình thỏa mãn cả 2 định

luật (bảo toàn năng lượng và chiều diễn ra).

› Làm quen với các khái niệm về nguồn nhiệt,

quá trình thuận nghịch/không thuận nghịch,

các dạng máy nhiệt: Động cơ nhiệt, máy

lạnh, bơm nhiệt.

› Mô tả các cách phát biểu ĐL2.

› Thảo luận về khái niệm động cơ vĩnh cửu.

› Ứng dụng ĐL2 để nghiên cứu các quá trình,

chu trình.

› Ứng dụng ĐL2 để phân tích về thang nhiệt

độ động học.

› Nghiên cứu chu trình Các nô.

› Áp dụng chu trình Các nô cho động cơ nhiệt,

máy lạnh và bơm nhiệt.

› Xác định hiệu suất nhiệt, hệ số làm lạnh, hệ

số làm nóng của các chu trình động cơ nhiệt,

máy lạnh và bơm nhiệt.

Bài giảng Kỹ thuật nhiệt - Chapter 6: The 2nd Law of Thermodynamics (Định luật nhiệt động học 2) - Lê Văn Điểm trang 1

Trang 1

Bài giảng Kỹ thuật nhiệt - Chapter 6: The 2nd Law of Thermodynamics (Định luật nhiệt động học 2) - Lê Văn Điểm trang 2

Trang 2

Bài giảng Kỹ thuật nhiệt - Chapter 6: The 2nd Law of Thermodynamics (Định luật nhiệt động học 2) - Lê Văn Điểm trang 3

Trang 3

Bài giảng Kỹ thuật nhiệt - Chapter 6: The 2nd Law of Thermodynamics (Định luật nhiệt động học 2) - Lê Văn Điểm trang 4

Trang 4

Bài giảng Kỹ thuật nhiệt - Chapter 6: The 2nd Law of Thermodynamics (Định luật nhiệt động học 2) - Lê Văn Điểm trang 5

Trang 5

Bài giảng Kỹ thuật nhiệt - Chapter 6: The 2nd Law of Thermodynamics (Định luật nhiệt động học 2) - Lê Văn Điểm trang 6

Trang 6

Bài giảng Kỹ thuật nhiệt - Chapter 6: The 2nd Law of Thermodynamics (Định luật nhiệt động học 2) - Lê Văn Điểm trang 7

Trang 7

Bài giảng Kỹ thuật nhiệt - Chapter 6: The 2nd Law of Thermodynamics (Định luật nhiệt động học 2) - Lê Văn Điểm trang 8

Trang 8

Bài giảng Kỹ thuật nhiệt - Chapter 6: The 2nd Law of Thermodynamics (Định luật nhiệt động học 2) - Lê Văn Điểm trang 9

Trang 9

Bài giảng Kỹ thuật nhiệt - Chapter 6: The 2nd Law of Thermodynamics (Định luật nhiệt động học 2) - Lê Văn Điểm trang 10

Trang 10

Tải về để xem bản đầy đủ

pdf 21 trang xuanhieu 6280
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Kỹ thuật nhiệt - Chapter 6: The 2nd Law of Thermodynamics (Định luật nhiệt động học 2) - Lê Văn Điểm", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Bài giảng Kỹ thuật nhiệt - Chapter 6: The 2nd Law of Thermodynamics (Định luật nhiệt động học 2) - Lê Văn Điểm

Bài giảng Kỹ thuật nhiệt - Chapter 6: The 2nd Law of Thermodynamics (Định luật nhiệt động học 2) - Lê Văn Điểm
 gi ảm tác độ ng đế n môi 
 tr ườ ng
 3
 4/17/2018
6.3: Độ ng c ơ nhi ệt (Heat Engines)
› Quan sát 1:
 –Vật n ặng rơi theo tr ọng l ực làm 
 quay cánh khu ấy, sinh nhi ệt, t ăng 
 nhi ệt độ ch ất l ỏng trong két.
 –Cấp nhi ệt vào cánh khu ấy không 
 làm quay cánh (không nâng đượ c 
 vật n ặng.
› Quan sát 2:
 – Quay máy khu ấy (b ằng công 
 ngoài) làm tăng nhi ệt độ ch ất l ỏng.
 –Cấp nhi ệt vào ch ất l ỏng không làm 
 quay máy khu ấy.
› Nh ận xét:
 – Quá trình ch ỉ di ễn ra theo 1 chi ều.
 –Cả 2 quá trình công bi ến thành 
 nhi ệt; Nhi ệt không bi ến thành 
 công.
 Hãy tìm m ột ví d ụ nhi ệt có th ể 
 bi ến thành công?
Độ ng c ơ nhi ệt (Heat Engines)
›Kết lu ận: 
 – Công có th ể bi ến tr ực ti ếp và hoàn toàn 
 thành nhi ệt (không c ần điều ki ện gì).
 – Nhi ệt ch ỉ có th ể bi ến thành công khi s ử 
 dụng thi ết b ị đặ c bi ệt, g ọi là HEAT 
 ENGINES.
› Heat engines: Là thi ết b ị bi ến nhi ệt 
 thành công.
 – Nh ận nhi ệt t ừ các ngu ồn có nhi ệt độ cao 
 (Heat source).
 – Bi ến m ột ph ần nhi ệt nh ận đượ c thành 
 công.
 – Th ải ph ần nhi ệt còn l ại cho ngu ồn có 
 nhi ệt độ th ấp (Heat sink).
 – Ho ạt độ ng theo chu k ỳ.
› Heat engines c ần s ử d ụng môi ch ất 
 để th ực hi ện vi ệc bi ến hóa n ăng 
 lượ ng (working fluid).
 Hãy nh ận d ạng các thành ph ần sau v ới h ệ th ống 
 Heat Engine là độ ng c ơ xe máy c ủa b ạn:
 - Heat source, Heat sink, Working fluid.
 - Q(in), W(net, out), Q(out).
 4
 4/17/2018
Nh ận d ạng Heat Engines – Nhà máy nhi ệt điện
›Cấu t ạo:
 –Nồi h ơi (boiler) để sinh h ơi.
 – Tuabin (Turbine) để lai máy phát điện.
 – Bình ng ưng (condenser) để ng ưng t ụ 
 hơi n ướ c sau turbine.
 –Bơm (pump) để b ơm n ướ c tr ở l ại 
 boiler.
 Hãy nh ận d ạng các thành ph ần sau v ới h ệ th ống:
 - Heat source, Heat sink, Working fluid.
 - Q(in), W(in), W(out), Q(out).
 Hệ th ống kín hay h ệ th ống h ở?
 Hãy vi ết ph ươ ng trình cân b ằng n ăng l ượ ng ( ĐL1)?
 ∆͏ Ɣ 0 → ͋ Ɣ ͑
 ͋$) Ǝ ͋*0/ Ɣ ͑*0/ Ǝ ͑$)
 ͋$) Ǝ ͋*0/ Ɣ ͑) /,*0/
Công có ích c ủa Heat Engines
› Công trong Heat Engines:
 – Công nh ận, W(in);
 – Công sinh ra, W(out);
 – Công có ích, W(net, out):
› Vì sao ͑) /,*0/ Ɨ ͑*0/ ?
Hãy nh ận d ạng các thành ph ần sau v ới độ ng c ơ 
diesel:
- Heat source, Heat sink, Working fluid.
- Q(in), W(in), W(out), Q(out).
 5
 4/17/2018
Hi ệu su ất nhi ệt c ủa Heat Engines
› Công có ích: ͑) /,*0/ Ɣ ͋$) Ǝ
 ͋*0/
› Nh ận xét: 
 – Q(out) luôn > 0 ( độ ng c ơ nhi ệt 
 không th ể không th ải nhi ệt cho heat 
 sink).
 – Công có ích W(net, out) luôn nh ỏ 
 hơn nhi ệt c ấp cho độ ng c ơ.
 – Hi ệu su ất nhi ệt c ủa độ ng c ơ nhi ệt 
 luôn < 1.
Hi ệu su ất nhi ệt c ủa Heat Engines
› Quy ướ c:
 –QH là nhi ệt l ượ ng thi ết b ị nh ận t ừ ngu ồn có 
 nhi ệt độ cao T H);
 –QL là nhi ệt l ượ ng thi ết b ị nh ận t ừ ngu ồn có 
 nhi ệt độ cao TL).
 Bạn có bi ết hi ệu su ất nhi ệt c ủa các lo ại 
 độ ng c ơ nhi ệt:
 - Độ ng c ơ x ăng? 25%
 - Độ ng c ơ Diesel? 40%
 - Nhà máy nhi ệt điện (chu trình h ỗn h ợp 
 gas-steam)? 60%
 6
 4/17/2018
Có th ể t ận d ụng đượ c Q L?
› Quan sát:
 –Cấp nhi ệt (Q H = 100kJ cho piston-
 cylinder ở điều ki ện lý t ưở ng (b ỏ 
 qua ma sát, kh ối l ượ ng piston, 
 truy ền nhi ệt).
 –Hệ sinh công nâng v ật n ặng 
 (W net,out = 15kJ).
 –Hỏi: Có th ể truy ền 85kJ còn l ại 
 ng ượ c cho ngu ồn nóng để ti ếp 
 tục chu trình? 
 – Tr ả l ời: Y/N, Why?
Có th ể t ận d ụng đượ c Q L?
›Kết lu ận: 
 – Không th ể bi ến 100% nhi ệt 
 thành công.
 – Không th ể sinh công mà không 
 th ải m ột ph ần nhi ệt cho ngu ồn 
 lạnh.
 Ví dụ: Tính hi ệu su ất nhi ệt c ủa 2 độ ng 
 cơ nhi ệt theo thông s ố trên 2 s ơ đồ 
 7
 4/17/2018
The Second Law of Thermodynamics:
Phát bi ểu c ủa Kelvin–Planck
› Không th ể có thi ết b ị ho ạt 
 độ ng theo chu k ỳ mà ch ỉ 
 nh ận nhi ệt t ừ m ột ngu ồn 
 nhi ệt và sinh công.
› Cách khác:
 – Không có độ ng c ơ nhi ệt có 
 hi ệu su ất nhi ệt 100%.
 – Để độ ng c ơ nhi ệt (nhà máy 
 nhi ệt điện) ho ạt độ ng, h ệ th ống 
 ph ải trao đổ i nhi ệt v ới c ả ngu ồn 
 nóng (furnace) và ngu ồn l ạnh 
 (environment).
6.4: Máy l ạnh và B ơm nhi ệt 
(Refrigerator & Heat Pump)
› Nhi ệt truy ền t ự nhiên t ừ v ật có nhi ệt độ cao 
 đế n v ật có nhi ệt độ th ấp.
› Quá trình ng ượ c l ại c ần thi ết b ị Refrigerator.
› Refrigerator là thi ết b ị ho ạt độ ng theo chu 
 trình.
› Môi ch ất l ạnh (Refrigerant) th ực hi ện chu trình 
 nén-ng ưng t ụ-ti ết l ưu-bay h ơi.
› Các thi ết b ị g ồm: Máy nén, B ầu ng ưng, Van 
 ti ết l ưu, Dàn bay h ơi.
› Nguyên lý: 
 – Máy nén (tiêu th ụ công W net, in hút h ơi môi ch ất và 
 nén đế n áp su ất cao (superheated vapor). 
 –Hơi môi ch ất trao nhi ệt Q H cho ngu ồn có nhi ệt độ 
 (n ướ c, không khí), cao ng ưng t ụ thành l ỏng ở B ầu 
 ng ưng.
 – Môi ch ất qua van ti ết l ưu, h ạ nhi ệt độ , áp su ất.
 – Môi ch ất sôi, nh ận nhi ệt Q L từ ngu ồn có nhi ệt độ 
 th ấp (không khí trong vùng c ần làm l ạnh). 
 8
 4/17/2018
Refrigerator VERSUS Heat Pump
› Máy l ạnh và B ơm nhi ệt 
 có chung nguyên lý:
 –Nếu Q L là có ích → Máy 
 lạnh
 –Nếu Q H là co ích → Bơm 
 nhi ệt
 Liên h ệ th ực ti ễn:
 - Hãy tìm m ột ví d ụ v ề máy l ạnh?
 - Hãy tìm m ột ví d ụ v ề bơm nhi ệt?
Hệ s ố làm l ạnh – Làm nóng 
(Coefficient of Performance)
 ͙͙̾ͧͦ͘͝ ͉ͩͨͤͩͨ
 ͉̽͊ Ɣ
 ͙͙͌ͥͩͦ͘͝ ̓ͤͩͨ͢
› Máy l ạnh: ›Bơm nhi ệt:
 – Required Input = W net,in – Required Input = W net,in
 – Desired Ouput = Q L – Desired Ouput = QH
 Nh ận xét: Khác v ới Hi ệu su ất nhi ệt, H ệ s ố làm l ạnh, làm nóng có th ể > 1
 9
 4/17/2018
Air-conditioning: Cooling and Heating Modes
The Second Law of Thermodynamics:
Phát bi ểu c ủa Clausius
› Không th ể ch ế t ạo thi ết b ị 
 ho ạt độ ng theo chu k ỳ 
 truy ền nhi ệt t ừ m ột ngu ồn 
 nhi ệt có nhi ệt độ th ấp đế n 
 ngu ồn có nhi ệt độ cao mà 
 không tiêu t ốn công.
› Cách hi ểu khác:
 – Mu ốn truy ền nhi ệt t ừ ngu ồn 
 có nhi ệt độ th ấp đế n ngu ồn 
 có nhi ệt độ cao thì c ần tiêu 
 tốn công.
 10
 4/17/2018
So sánh 2 cách phát bi ểu
› 2 cách phát bi ểu là t ươ ng 
 đươ ng:
 – Kelvin-Planck: cho độ ng c ơ 
 nhi ệt.
 – Clausius: cho máy l ạnh/b ơm 
 nhi ệt.
›Nếu có thi ết b ị nào đó mà 
 ng ượ c v ới phát bi ểu c ủa 
 Kelvin-Planck thì c ũng trái 
 với nguyên lý c ủa Clausius.
6.5: Độ ng c ơ v ĩnh c ửu 
(Perpetual-Motion Machines)
› We’ve already known: M ột quá trình 
 bất k ỳ n ếu x ảy ra đề u tuân theo ĐL1 
 và ĐL2:
 – ĐL1: ?
 – ĐL2: ?
› Perpetual-Motion Machine lo ại 1: 
 –Nếu có thi ết b ị nào có th ể ho ạt độ ng 
 ng ượ c v ới nguyên lý c ủa ĐL1.
› Perpetual-Motion Machine lo ại 1: 
 –Nếu có thi ết b ị nào có th ể ho ạt độ ng 
 ng ượ c v ới nguyên lý c ủa ĐL2.
 11
 4/17/2018
Perpetual-Motion Machines Lo ại 1
 › Nhà máy nhi ệt điện h ơi 
 nướ c:
 – Điện s ản xu ất ra đượ c s ử 
 dụng m ột ph ần để sinh h ơi 
 trong n ồi h ơi và lai b ơm 
 cấp n ướ c.
 –Hệ th ống sinh công ở máy 
 phát W(net,out) và th ải 
 nhi ệt Q(out) ở bình ng ưng.
 –Hệ th ống không nh ận nhi ệt 
 và công t ừ ngu ồn ngoài.
 ›Hệ th ống không tuân theo 
 ĐL1.
Perpetual-Motion Machines Lo ại 1
› Nhà máy nhi ệt điện:
 –Bỏ qua bình ng ưng để không 
 th ải nhi ệt ra môi tr ườ ng: 
 Q(out) = 0.
 –Hơi n ướ c sau turbine đượ c 
 bơm tr ực ti ếp vào n ồi h ơi.
 –Hệ th ống nh ận nhi ệt Q(in) ở 
 nồi h ơi.
 –Hệ th ống sinh công 
 W(net,out) ở turbine.
 12
 4/17/2018
6.6: Thu ận ngh ịch và không thu ận ngh ịch
(Reversible and Irreversible)
› Quá trình thu ận ngh ịch: Là quá 
 trình mà sau khi ti ến hành, h ệ 
 th ống có th ể tr ở v ề tr ạng thái 
 ban đầ u mà không làm thay đổ i 
 gì.
› Ví d ụ:
 – Qu ả l ắc n ếu không có ma sát.
 – Quá trình nén khí trong piston-
 cylinder n ếu b ỏ qua rò l ọt và ma 
 sát.
› Quá trình không thu ận ngh ịch: 
 là quá trình không tr ở l ại tr ạng 
 thái ban đầ u.
› Th ực t ế không có quá trình 
 thu ận ngh ịch do ma sát, rò l ọt.
6.7: Chu trình Carnot (Carnot Cycle)
› Already known: Độ ng c ơ ›Tăng công có ích b ằng cách 
 nhi ệt: th ực hi ện các quá trình thu ận 
 – Là thi ết b ị làm vi ệc theo chu k ỳ. ngh ịch (không có rò l ọt, ma 
 – Sinh công trong m ột ph ần chu sát).
 kỳ. – Chu trình thu ận nghich đượ c 
 – Tiêu th ụ công ở ph ần còn l ại. tạo b ởi các quá trình thu ận 
 – Công có ích: W(net,out) = ngh ịch.
 W(out) – W(in). – Hi ệu su ất bi ến đổ i n ăng l ượ ng 
 tốt nh ất v ới các chu trình thu ận 
 ngh ịch.
 – Là đích để nghiên c ứu phát 
 tri ển các thi ết b ị.
 – Carnot Cycle là một chu trình 
 tiêu bi ểu.
 13
 4/17/2018
 Chu trình Carnot: Heat Engines
 › Thi ết b ị: 
 – Piston-Cylinder.
 – Lo ại thi ết b ị: Heat Engine.
 – Lo ại h ệ th ống: Closed.
 – Môi ch ất: Khí lý t ưở ng.
 › Nguyên lý: 4 quá trình:
 – Giãn n ở đẳ ng nhi ệt (Isothermal Expansion): Piston 
 từ Điểm Ch ết Trên ( ĐCT) đượ c c ấp nhi ệt Q H, môi 
 ch ất giãn n ở sinh công, T H = const.
 – Giãn n ở đoạn nhi ệt (Adiabatic Compression): D ừng 
 cấp nhi ệt, môi ch ất ti ếp t ục giãn n ở đoạn nhi ệt 
 (Q=0), sinh công, nhi ệt độ gi ảm T H → TL.
 – Nén đẳ ng nhi ệt (Isothermal Compression): Piston 
 đế n Điểm Ch ết D ướ i ( ĐCD) b ắt đầ u nén đẳ ng nhi ệt, 
 tiêu th ụ công, T L = const.
 – Nén đoạn nhi ệt (Adiabatic Compression): Ti ếp t ục 
 nén, tiêu th ụ công, nhi ệt độ t ăng T L → TH , piston 
 đế n ĐCT.
 – Quá trình ti ếp t ục l ặp l ại.
 Chu trình Carnot: P-V diagram
 › Công chu trình 
 trình (boundary 
 work):
 – 1-2 nh ận nhi ệt, giãn 
 nở sinh công.
 – 2-3 ti ếp t ục sinh 
 công.
 – 3-4 nén, tiêu th ụ 
 công.
 – 4-1 nén, tiêu th ụ 
 công.
 –Wnet,out = di ện tích 
 bao b ởi chu trình.
Đồ th ị P-V g ọi là đồ th ị gì? T ại sao?
 14
 4/17/2018
 Chu trình Carnot: Refrigerator/Heat Pump
 › Carnot cycle t ạo b ởi các 
 quá trình thu ận ngh ịch.
 › Có th ể đả o ng ượ c các quá 
 trình thu ận ngh ịch thành 
 chu trình Carnot ng ượ c 
 chi ều.
Nh ận xét:
- Chu trình độ ng c ơ nhi ệt (Heat engine) đượ c bi ểu di ễn 
trên các đồ th ị có chi ều di ễn ra cùng chi ều kim đồ ng h ồ.
- Chu trình máy l ạnh/b ơm nhi ệt, ng ượ c l ại, có chi ều di ễn 
bi ến ng ượ c chi ều kim đồ ng h ồ.
 6.8: Nguyên lý Carnot
 › 1. Hi ệu su ất c ủa các máy nhi ệt 
 không thu ận ngh ịch luôn nh ỏ 
 hơn hi ệu su ất c ủa các máy 
 nhi ệt thu ận ngh ịch làm vi ệc v ới 
 cùng các (2) ngu ồn nhi ệt.
 › 2. Hi ệu su ất c ủa các máy nhi ệt 
 thu ận ngh ịch ho ạt độ ng v ới các 
 ngu ồn nhi ệt (2) nh ư nhau thì 
 bằng nhau.
 Ch ứng minh các nguyên lý Carnot: Đọ c thêm trong sách
 15
 4/17/2018
6.9: Thang nhi ệt độ độ ng h ọc
› Nguyên lý Carnot: Hi ệu 
 su ất nhi ệt ch ỉ ph ụ thu ộc 
 nhi ệt độ 2 ngu ồn nhi ệt:
 /# Ɣ ͚ʚ͎ , ͎
ʛ
› Hi ệu su ất độ ng c ơ nhi ệt:
 ͋

 /# Ɣ 1 Ǝ
 ͋ 
 ą
 Ɣ ͚ʚ͎ , ͎
)
 ā
Thang nhi ệt độ độ ng h ọc
› Hi ệu su ất độ ng c ơ nhi ệt thu ận ngh ịch ch ỉ 
 ph ụ thu ộc vào nhi ệt độ c ủa 2 ngu ồn nhi ệt:
 /# Ɣ ͚ʚ͎ , ͎
ʛ
Tỷ s ố gi ữa nhi ệt độ 2 ngu ồn l ạnh ph ụ thu ộc vào t ỷ 
số l ượ ng nhi ệt truy ền gi ữa 2 ngu ồn nhi ệt c ủa 1 máy 
nhi ệt thu ận ngh ịch và không ph ụ thu ộc tính ch ất 
môi ch ất, thi ết b ị s ử d ụng.
Năm 1954, H ội ngh ị v ề đo l ườ ng th ống nh ất l ấy 
điểm 3 th ể c ủa n ướ c là 273,16K:
- Temperature Kelvin g ọi là thang nhi ệt độ độ ng 
 học.
- Nhi ệt độ Kelvin g ọi là Nhi ệt độ tuy ệt đố i (absolute 
 temperature).
 16
 4/17/2018
6.10: Độ ng c ơ nhi ệt Carnot
› Độ ng c ơ nhi ệt Carnot có hi ệu su ất cao 
 nh ất so v ới các lo ại độ ng c ơ khác có 
 cùng 2 ngu ồn nhi ệt.
› Hi ệu su ất nhi ệt c ủa độ ng c ơ nhi ệt b ất 
 kỳ:
 ͋

 /# Ɣ 1 Ǝ
 ͋ 
› Hi ệu su ất nhi ệt c ủa độ ng c ơ nhi ệt 
 thu ận ngh ịch:
 ͎

 /# Ɣ 1 Ǝ
 ͎ 
› Độ ng c ơ Carnot có hi ệu su ất cao nh ất: 
 Hi ệu su ất Carnot (Carnot efficiency).
Hi ệu su ất bao nhiêu?
› 2 ngu ồn nhi ệt:
 –TH = 1000K;
 –TL = 300K.
› Hi ệu su ất:
 – Độ ng c ơ nhi ệt thu ận ngh ịch: ηth
 = 0,7.
 – Độ ng c ơ nhi ệt không thu ận 
 ngh ịch: ηth < 0,7.
 – Không th ể có độ ng c ơ nhi ệt có
 ηth > 0,7.
 17
 4/17/2018
Hi ệu su ất bao nhiêu?
› Ví d ụ:
 – Given: Độ ng c ơ Carnot v ới 2 
 ngu ồn nhi ệt:
 0
 ›TH = 652 C;
 0
 ›TL = 30 C.
 – Findings:
 › Hi ệu su ất nhi ệt.
 ›Lượ ng nhi ệt độ ng c ơ th ải cho 
 ngu ồn l ạnh.
 › Công có ích.
“Ch ất l ượ ng” n ăng l ượ ng 
Energy quality
› Kh ảo sát độ ng c ơ Carnot:
 – Gi ữ nguyên ngu ồn l ạnh (T L = 
 303K).
 –Tăng d ần nhi ệt độ ngu ồn nóng T H.
 – Hi ệu su ất nhi ệt t ăng d ần.
Kết lu ận: Ở nhi ệt độ càng cao, 
năng l ượ ng càng “ch ất l ượ ng”. 
Ngh ĩa là càng nhi ều n ăng l ượ ng 
đượ c bi ến đổ i thành công.
 18
 4/17/2018
 Ch ất l ượ ng VERSUS S ố l ượ ng
 › Nh ận xét: 
 – Không ch ỉ s ố l ượ ng, mà ch ất l ượ ng n ăng l ượ ng r ất 
 quan tr ọng.
 – Có nh ững n ăng l ượ ng s ử d ụng đượ c, có lo ại không 
 ho ặc khó s ử d ụng.
 Ví d ụ: 
 -Năng l ượ ng m ặt tr ời r ất l ớn trên trái 
 đấ t (s ố l ượ ng), nh ưng r ất khó s ử d ụng 
 vì nhi ệt độ th ấp (ch ất l ượ ng kém).
 -Năng l ượ ng t ừ quá trình đố t nhiên li ệu 
 hóa th ạch có ch ất l ượ ng t ốt (nhi ệt độ 
 cao 2000K).
› Nh ận xét: 
 – Công (work) quý h ơn nhi ệt (heat) vì công có th ể bi ến 
 hoàn toàn thành nhi ệt, nhi ệt ch ỉ bi ến m ột ph ần thành 
 công.
 – Khi bi ến nhi ệt thành công (trong các độ ng c ơ nhi ệt), 
 một ph ần nhi ệt th ải cho ngu ồn l ạnh. Ph ần nhi ệt này b ị 
 mất ph ẩm ch ất và không s ử d ụng đượ c.
 6.11: Máy l ạnh/B ơm nhi ệt Carnot
 › Là thi ết b ị làm vi ệc theo chu 
 trình Carnot thu ận ngh ịch 
 ng ượ c chi ều.
 –Hệ s ố làm l ạnh Máy l ạnh 
 Carnot:
 –Hệ s ố làm nóng B ơm nhi ệt 
 Carnot:
 Máy l ạnh thu ận ngh ịch Carnot có COP l ớn nh ất.
 Máy không thu ận ngh ịch có COP nh ỏ h ơn.
 Không th ể có máy có COP l ớn h ơn COP c ủa máy l ạnh thu ận ngh ịch.
 19
 4/17/2018
Ví d ụ
 › Givens:
 – Máy l ạnh Carnot R143a; 
 – m = 0,8kg; 
 0 0
 –TL= -8 C, T H = 20 C;
 – Công tiêu th ụ W in = 15kJ;
 – R134a là h ơi bão hòa ở cu ối 
 quá trình th ải nhi ệt ( điểm 4).
 › Findings: 
 – Độ khô c ủa R134a ở cu ối quá 
 trình bay h ơi (nh ận nhi ệt t ự 
 ngu ồn l ạnh).
 – Áp su ất cu ối quá trình th ải nhi ệt.
 Cách làm: Xem trang 305-306
Summary
› ĐL2: Chi ều h ướ ng di ễn ra quá trình. › Mu ốn truy ền nhi ệt t ừ v ật có nhi ệt độ 
 th ấp đế n v ật có nhi ệt độ cao c ần thi ết 
›Một quá trình di ễn ra ph ải th ỏa mãn c ả bị Refrigerator/Heat Pump:
 2 ĐL.
› Các thi ết b ị trao nhi ệt v ới 2 môi tr ườ ng –Hệ s ố làm l ạnh:
 là Heat Source (high temp.) và Heat –Hệ s ố làm nóng:
 Sink (low temp.).
› Công có th ể bi ến hoàn toàn thành › Phát bi ểu ĐL2:
 nhi ệt. Nhi ệt bi ến thành công c ần có 
 Heat Engine. –Của Kelvin-Planck v ới Heat Engine.
 –Của Clausius v ới Refgigerator.
› Hi ệu su ất c ủa Heat Engines: › Tính thu ận ngh ịch và không thu ận 
 ngh ịch.
 › Chu trình Carnot thu ận ngh ịch:
 – Carnot Heat Engine:
 – Carnot heat pump/refrigerator:
 20
4/17/2018
 21

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_ky_thuat_nhiet_chapter_6_the_2nd_law_of_thermodyna.pdf