Chơng 8
Nguyên lý thứ nhất nhiệt
động lực học
Bi giảng Vật lý đại cơng
Tác giả: PGS. TS Đỗ Ngọc Uấn
Viện Vật lý kỹ thuật
Trờng ĐH Bách khoa H nội
Đ1.Khái niệm năng lợng-công
v nhiệt
1. Năng lợng:
Đặctrng cho mức độ vận động của vật
chất trong hệ > trạng thái xác định, năng
lợng xác định.
=>Năng lợng l hmcủatrạng thái.
Hệ không chuyển động, không đặt trong
trờng lực -> Năng lợng của hệ đúng
bằng nội năng của hệ: W = U
Khối khí đẩy pít tông -> sinh công -> nội năng
giảm -> trao đổi năng lợng; Nén: nhận công.
Công v nhiệt l những đại lợng đo mức độ
trao đổi năng lợng. Chúng không phải l năng
lợng. Chúng không phải l hm trạng thái m
l hm của quá trình.
Sự tơng đơng giữa công v nhiệt:
Nung nóng khối khí, giữ V=const
->Chuyển động hỗn loạn tăng ->T tăng
->trao đổi năng lợng: nhận nhiệt.
4,18j <=> 1calo
2. Công v nhiệt:
Đ2. Nguyên lý thứ nhất nhiệt động
lực học

= A+Q
Đối với quá trình biến đổi vô cùng nhỏ:
dU = A + Q
A, Q -Công v nhiệt hệ nhận đợc.
2. ý Nghĩa nguyên lý I NĐLH:
NếuA>0, Q>0 => U = U
2
-U
1
>0 nội năng
tăng, Hệ nhận công v nhiệt. Công sinh ra A<0
& nhiệt toả ra Q<0.
NếuA<0, Q<0 => U
2
<U
1
=> Nội năng giảm,
Hệ sinh công A>0 & toả nhiệt Q>0.
Nếu A=0 & Q=0 => U
2
=U
1
Nội năng bảo ton
Định luật bảo tonv chuyển hoá năng lợng:
Năng lợng không tự sinh ra v cũng không tự
mất đi, nó chỉ chuyển hoá từ dạng ny sang dạng
khác, truyền từ hệ ny sang hệ khác.
3. Hệ quả của nguyên lý thứ nhất nhiệt
Động Lực học:
Không tồn tại động cơ vĩnh cửu loại I: Giả sử

chậm: Trạng thái CB đợc thiết lập trong tonhệ
trớc khi chuyển sang trạng thái CB tiếp theo
QT giả cân bằng
¸p suÊt t¸c dông lªn pÝt t«ng
p = F/S
C«ng khèi khÝ nhËn ®−îc:
δA=-F.dl=-pSdl
S.dl=dV => δA = -pdV
C«ng hÖ nhËn ®−îc trong qu¸ tr×nh V
1
=> V
2
∫∫
−==
2
1
V
V
2
1
pdVdAA
A b»ng diÖn tÝch d−íi
®−êng cong.
Trong chu tr×nh A b»ng tæng ®¹i sè A
gi·n
+A
nÐn
b. C«ng mμ hÖ nhËn ®−îc trong qu¸ tr×nh CB
NÐn chËm
F

một đơn vị khối lợng nhận đợc để nhiệt độ
của nó tăng thêm 1 độ.
C = C
v
trong quá trình đẳng tích
C = C
p
trong quá trình đẳng áp
kg.K
j
vĐ
dT.m
Q
c

=
p
V
2
1
2
V
V
1
2. Qu¸ t
r
×nh ®
¼
ng tÝch
• V= const

T
p
==
•NhiÖt nhËn ®−îc:
12
TTT
−
=Δ
V
p
•C«ng A= p(V
1
-V
2
)=0
• =>ΔU = Q
• BiÕn thiªn néi n¨ng:
3. qu¸ t
r
×nh ®¼ng ¸p
• p = const
• V/T = const (§L Gay-Lussac)
3
3
1
1
T
V
T
V

=
i
2i
C
C
V
P
+
==γ
TR
m
Vp Δ
μ
=Δ
V
p
+p(V
2
-V
1
)
HÖ sè Poisson
TC
m
T)RC(
m
T)R
2
iR
(

−=
2
1
v
v
pdVA
2
1
1
2
1
2
11
V
V
lnRT
m
V
V
lnRT
m
V
V
lnVpA
μ
=
μ
−=−=
1
2

V
1
/V
•ΔU=0 => A=-Q hay Q=-A
• C«ng nhËn ®−îc:
∫
−=
2
1
v
v
11
V
dV
Vp
5. Qóa t
r
×nh ®o¹n nhiÖt
• δQ=0 hay Q=0
• p t¨ng do V↓ & T↑
• dU= δA ( NguyªnlýI N§H)
; dTC
m
dT
2
iRm
dU
V
μ
=

T
dT
V
=+
1
C
CC
C
R
V
VP
V
−γ=
−
=
constTV
1
=
−γ
const)TVln(
1
=
−γ
1 constp.T
1
>γ=
γ
γ−
constpV =
γ

μ
=Δ=−Δ=
∫
−=
2
1
V
V
)pdV(A
111
RT
m
Vp
μ
=
C«ng A
nhËn
trong
qt ®o¹n nhiÖt
V
1
->V
2
:
1
)VV(Vp
V
dV
VpA
1

=
2211
VpVp
vμ thay
Nh©n vμo
γ
γ
γγ
=⇒=
V
V
ppVppV
1
111