Bài 33: CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
I. Nguyên lí I nhiệt động lực học
-
Phát biểu nguyên lí
Độ biến thiên nội năng của một vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được.
Qui ước dấu :
: nội năng tăng;
: nội năng giảm.
A > 0: hệ nhận công; A< 0: hệ thực hiện công.
Q > 0: hệ nhận nhiệt; Q< 0: hệ truyền nhiệt.
-
Vận dụng
Xét một khối khí lí tưởng chuyển từ trạng thái 1 (p1, V1, T1) sang trạng thái 2 (p2, V2, T2):
+ Với quá trình đẳng nhiệt (Q = 0), ta có :
Độ biến thiên nội năng bằng công mà hệ nhận được. Quá trình đẳng nhiệt là quá trình thực hiện công.
+ Với quá trình đẳng áp ( và
), ta có:
Độ biến thiên nội năng bằng tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được.
+ Với quá trình đẳng tích (A = 0), ta có :
Trong quá trình đẳng tích, nhiệt lượng mà hệ nhận được chỉ dùng để tăng nội năng. Quá trình đẳng tích là quá trình tuyền nhiệt.
II. Nguyên lí II nhiệt động lực học
-
Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch
a) Quá trình thuận nghịch
Quá trình thuận nghịch là quá trình vật tự trở về trạng thái ban đầu mà không cần đến sự can thiệp của vật khác.
b) Quá trình không thuận nghịch
Quá trình không thuận nghịch là quá trình chỉ có thể xảy ra theo một chiều xác định, không thể tự xảy ra theo chiều ngược lại. Muốn xảy ra theo chiều ngược lại phải cần đến sự can thiệp của vật khác.
-
Nguyên lí II nhiệt dộng lực học
a) Cách phát biểu của Clau-di-út
Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang một vật nóng hơn.
b) Cách phát biểu của Các-nô
Động cơ nhiệt không thể chuyển hoá tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học.
-
Vận dụng
– Nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của động cơ nhiệt. Mỗi động cơ nhiệt đều phải có ba bộ phận cơ bản là :
+ Nguồn nóng để cung cấp nhiệt lượng (Q1).
+ Bộ phận phát động gồm vật trung gian nhận nhiệt sinh công (A) gọi là tác nhân và các thiết bị phát động.
+ Nguồn lạnh để thu nhiệt lượng do tác nhân toả ra (Q2).
– Hiệu suất của động cơ nhiệt :
