Bài giảng Nhiệt động lực học kỹ thuật CHƯƠNG 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

CBGD: TS. NGUYỄN MINH PHÚ -1-

CHƢƠNG 1
C
C
A
A
Ù
Ù
C
CK
K
H
H
A
A
Ù
Ù
I
IN
N
I
I

mơi giới. Thiếu 1 trong 3 yếu tố đó thì hệ thống sẽ khơng làm việc được.
Khái niệm nóng và lạnh chỉ có ý nghĩa tương đối trong từng hệ thống nhiệt
động. Nếu xét trong cùng một hệ thì nguồn nào có nhiệt độ nhỏ hơn sẽ là nguồn
lạnh, nguồn nào có nhiệt độ lớn hơn là nguồn nóng.
Chất mơi giới là chất trung gian thực hiện sự biến đổi và chuyển tải năng
lượng trong các hệ nhiệt động. Khi hệ thống hoạt động trạng thái của chất mơi giới
phải có sự thay đổi, chính sự thay đổi trạng thái của chất mơi giới làm xuất hiện sự
thay đổi cơng và nhiệt lượng giữa chất mơi giới và mơi trường, hoặc ngược lại,
chính cơng và nhiệt lượng trao đổi giữa chất mơi giới và mơi trường làm cho trạng
thái của chất mơi giới bị thay đổi.
Ví dụ:

Nguồn nóng
Nguồn lạnh
Chất mơi giới
Động cơ đốt trong
Xylanh – píttơng
Khơng khí bên
ngồi
Sản phẩm cháy
Máy lạnh
Thiết bị ngưng tụ
Thiết bị bay hơi
Mơi chất lạnh
(NH
3
, frêon)
Nhà máy nhiệt
điện
Lò hơi

2
1
21
1
1
Q
Q
Q
QQ
Q
W


2. Máy lạnh, bơm nhiệt: chất mơi giới nhận cơng W từ
Hệ nhiệt
động
Hệ kín: Không
trao đổi chất với
môi trường

Hệ hở: Có trao
đổi chất với môi
trường
Hệ đoạn nhiệt:
Không trao đổi
nhiệt giữa chất
môi giới và môi

.
|Q
1
| = Q
2
+ |W|
Để đánh giá hiệu quả của bơm nhiệt, máy lạnh người ta
dùng:
- Hệ số làm lạnh


21
22
QQ
Q
W
Q



- Hệ số làm nóng


21
11
QQ
Q
W
Q


C và nước
sôi ở 100
o
C, trong khoảng này chia thành 100 vạch và mổi vạch là
1
o
C
- Thang đo nhiệt độ tuyệt đối Kelvin chọn nước đá đang ta là 273K và
nước sôi là 373K, độ chênh giữa
o
C và K được chọn bằng nhau.
- Thang nhiệt độ tuyệt đối Rankine lấy điểm không trùng với thang
nhiệt độ tuyệt đối Kelvin. Độ chênh nhiệt độ giữa điểm sôi và điểm
đông đặc là 180 đơn vò.
- Thang nhiệt độ Fahrenheit: ở áp suất tiêu chuẩn chọn nước đá đang
tan là 32
o
F và nước sôi là 212
o
F.
Lưu ý: chỉ có nhiệt độ tuyệt đối mới là thông số trạng thái.
Thang nhiệt độ
Hệ SI
Hệ English
Fahrenheit (
o
F)

Rankine (R)
Nhiệt độ

t(
o
C) = T(K) - 273
T(R) = 1,8T(K)
t(
o
F) = T(R) – 459,67
t(
o
C) =
)Ft(
o
32
9
5
)K(T)C(t
o
)R(T)F(t
o


2.2. ÁP SUẤT
p suất là lực tác động lên một đơn vò diện tích bề mặt theo phương
pháp tuyến với bề mặt đó.

d
p
tđ
p
tđ
=0Khi áp suất của môi trường đang khảo sát lớn hơn áp suất khí quyển ta
có khái niệm áp suất dư p
d
= p
tđ
- p
a

Khi áp suất của môi trường đang khảo sát nhỏ hơn áp suất khí quyển ta
có khái niệm áp suất chân không p
ck
= p
a
- p
tđ

Lưu ý: chỉ có áp suất tuyệt đối mới là thông số trạng thái.
2.3. THỂ TÍCH RIÊNG VÀ KHỐI LƯNG RIÊNG
Thể tích riêng là thể tích ứng với một đơn vò khối lượng
Gọi V là thể tích, G là khối lượng thì thể tích riêng được tính:

G

3

G- khối lượng của khối chất khí, kg
R- hằng số chất khí.
,R


8314
J/kg.K


phân tử lượng của chất khí, kg/kmol
T- nhiệt độ tuyệt đối, K
v- thể tích riêng, m
3
/kg
4. HỖN HP KHÍ LÝ TƯỞNG
Là sự hòa trộn giữa hai hay nhiều khí lý tưởng theo kiểu cơ học, không
xảy ra phản ứng hóa học. Hỗn hợp khí lý tưởng cũng là khí lý tưởng.
4.1. ĐỊNH LUẬT GIBBS- DALTON
p, V, T
x
x
x
V, T
V, T
p
A
p
B

V
A
V
B
x
x
x

Thể tích của hỗn hợp bằng tổng các thể tích riêng phần của các thành
phần khi các thành phần đó ở điều kiện áp suất và nhiệt độ của hỗn hợp.




n
i
i
VV
1

V- thể tích hỗn hợp
V
i
- thể tích riêng phần (phân thể tích) của thành phần thứ i
4.3. THÀNH PHẦN HỖN HP
a) Thành phần khối lượng


i
ii

V
V
r


1
i
r

V- thể tích hỗn hợp
V
i
- thể tích riêng phần
g
i
- thành phần thể tích
4.4. PHÂN TỬ LƯNG VÀØ HẰNG SỐ CHẤT KHÍ CỦA HỖN HP
- Phân tử lượng của hổn hợp:








n
i
ii
n

[kJ/kg.K]
+ Nhiệt dung riêng đẳng tích



n
i
viiv
cgc
1
[kJ/kg.K]
Bài giảng Nhiệt động lực học kỹ thuật CHƯƠNG 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

CBGD: TS. NGUYỄN MINH PHÚ -10-
v = const
m = 1kg
c
v
= 3,12kJ/kg.K
3,12kJ
p = const
m = 1kg
c
p
= 5,2kJ/kg.K
5,2kJ
(1)
(2)
Minh họa nhiệt dung riêng đẳng tích
và đẳng áp của hêli

, CO, H
2
, …)
5
7
20,9
29,3
1,4
Khí 3 nguyên tử trở lên
(CO
2
, C
m
H
n
, …)
7
9
29,3
37
1,3
VD: Khí CO
2

Nhiệt dung riêng đẳng tích:
kg/kJ
,
kg/kcal
c
c


KT 1

Bài giảng Nhiệt động lực học kỹ thuật CHƯƠNG 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

CBGD: TS. NGUYỄN MINH PHÚ -11-
TOÀN CẢNH NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC KỸ THUẬT
NHIỆT
NĂNG
CƠ
NĂNG
ĐỘNG CƠ NHIỆT
MÁY LẠNH,
BƠM NHIỆT
ĐC ĐỐT TRONG
TB ĐỘNG LỰC HƠI NƯỚC
TUABIN KHÍ
CHẤT THUẦN KHIẾT
KHÍ LÝ TƯỞNG
LƯU ĐỘNG
QUÁ TRÌNH NÉN
KHÍ VÀ HƠI
CHẤT THUẦN KHIẾT
KHÔNG KHÍ ẨM
TIẾT LƯU
MÁY NHIỆT
::THE FIRST LAW:: THE SECOND LAW:: THE FIRST LAW:: THE SECOND LAW:: THE FIRST LAW:: THE SECOND LAW::
::THE FIRST LAW:: THE SECOND LAW:: THE FIRST LAW:: THE SECOND LAW:: THE FIRST LAW:: THE SECOND LAW::
::THE FIRST LAW:: THE SECOND LAW:: THE FIRST LAW:: THE SECOND LAW::
::THE FIRST LAW:: THE SECOND LAW:: THE FIRST LAW:: THE SECOND LAW::