- 32 - Assoc. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2007
Chương 3 QUÁ TRÌNH VÀ CHU TRÌNH NHIỆT ĐỘNG 3.1. KHÁI NIỆM CƠ BẢN
• Quá trình nhiệt động - quá trình thay đổi trạng thái của HNĐ. Trong quá
trình nhiệt động phải có ít nhất một thông số trạng thái thay đổi do có sự trao đổi nhiệt
và thực hiện công.
Quá trình nhiệt động cơ bản là quá trình nhiệt động trong đó có một thông số
trạng thái không đổi.
• Chu trình nhiệt động bao gồm hàng loạt quá trình nhiệt động kế tiếp nhau,
trong đó trạng thái của MCCT thay đổi liên tục rồi trở lại trạng thái ban đầu.
• Biểu diễn quá trình và chu trình nhiệt động -
p
1
2
p
1
p
2
0
VV
2
V
1

∆=−=⋅−
(3.1)
3) Tính công thực hiện trong quá trình (w).

dvpw
v
v
⋅=
∫
2
1
(3.2)
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
- 33 - Assoc. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2007
4) Tính lượng nhiệt tham gia quá trình (q)
• q = ∆u + w (3.3)
•
∫
⋅=
2
1
T
T
dsTq
(3.3b)
•
()

=

7) Biểu diễn quá trình trên đồ thị công và đồ thị nhiệt 3.2. QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CƠ BẢN CỦA KHÍ LÝ THƯỞNG
3.2.1. QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH
1) Phương trình biểu diễn quá trình đẳng tích
• Quá trình đẳng tích là quá trình diễn ra trong điều kiện thể tích của
MCCT không đổi.
• Phương trình trạng thái của MCCT trong quá trình dẳng tích :

p
T
= const (3.6a)
• Quan hệ giữa các thông số nhiệt động cơ bản ở trạng thái đầu và cuối :

2
2
1
1
T
p
T
p
=
hoặc
2
1
2

- T
1
) (3.6f)
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
- 34 - Assoc. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2007
6) Lượng thay đổi entropy
T
dTc
T
dq
ds
v
⋅
==

1
2
1
2
lnln
p
p
c
T
T
cs
vv


H. 3-3. Quá trình đẳng tích trên đồ thị công và đồ thị nhiệt
3.2.2. QUÁ TRÌNH ĐẲNG ÁP
1) Phương trình quá trình đẳng áp
• Quá trình đẳng áp là quá trình diễn ra trong điều kiện áp suất của MCCT
không đổi.
• Phương trình trạng thái của MCCT trong quá trình đẳng áp :

v
T
= const (3.7a)
• Quan hệ giữa các thông số nhiệt động ở trạng thái đầu và cuối :

12
12
vv
TT
=
hoặc
11
22
vT
vT
=
(3.7b)
2) Lượng thay đổi nội năng
∆u = c
v
. (T
2

- 35 - Assoc. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2007
5) Lượng thay đổi enthalpy
∆i = c
p
. (T
2
- T
1
) (3.7f)
6) Lượng thay đổi entropy
p
cdT
dq
ds
TT
⋅
==

22
11
lnln
pp
Tv
scc
Tv
∆=⋅=⋅
(3.7g)


3.2.3. QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT
1) Phương trình quá trình đẳng nhiệt
• Quá trình đẳng nhiệt là quá trình diễn ra trong điều kiện nhiệt độ của
MCCT không đổi.
• Phương trình quá trình đẳng nhiệt :
pv = const (3.8a)
• Quan hệ giữa các thông số nhiệt động ở trạng thái đầu và cuối :

21
12
pv
pv
=
(3.8b)
2) Lượng thay đổi nội năng
∆u = 0 (3.8c)
3) Công thực hiện trong quá trình

222
111
v
w=
vvv
vv
RTdv
pdvdvRT
vv
==
∫∫∫

lnln
vp
sRR
vp
∆=⋅=⋅
(3.7g)
7) Biểu diễn quá trình đẳng nhiệt trên đồ thị công và đồ thị nhiệt
p
1
2
p
1
V
V
1
p
1
V
2
T
1
2
T
1
= T
2
s
s
1
s

k
vp
vp

=


;
1
1
221
112
k
k
k
Tpv
Tpv
−
−

==


(3.9b)
2) Lượng thay đổi nội năng
∆u = c
v
.(T
2
- T



−


−


1
111
2
p
w=1
1
k
vv
kv
−



−

−




1
p
1
V
2
T
1
2
T
1
s
s
1
= s
2
T
2

H. 3-6. Quá trình đoạn nhiệt trên đồ thị công và đồ thị nhiệt

3.2.5. QUÁ TRÌNH ĐA BIẾN
1) Phương trình quá trình đa biến
• Quá trình đa biến là quá trình diễn ra trong điều kiện nhiệt dung riêng của
MCCT không thay đổi.
• Phương trình biểu diễn quá trình đoạn nhiệt :

onst
n
pvc=
(3.10a)

= 0.
• Quan hệ giữa các thông số nhiệt động cơ bản ở trạng thái đầu và cuối :

21
12
n
pv
pv

=


;
1
21
12
n
vp
vp

=

1
1
221
112
n

112
1
p
1
1
n
n
vp
np
−



−


−



=
1
111
2
p
1
1
n
vv
nv

- T
1
) (3.10f)
6) Lượng thay đổi entropy
0
dq
ds
T
==
; ∆s = 0 ; s
1
= s
2
(3.10g)
7) Biểu diễn quá trình đa biến nhiệt trên đồ thị công và đồ thị nhiệt
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
- 39 - Assoc. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2007
p
1
V s
T
n =
n = 0
n = 1
n = k
∆u > 0
w > 0
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
- 40 - Assoc. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2007
3.3. CHU TRÌNH CARNOT
vs
1
q
1
0
2
3
4
1
0
2
3
4
p
T
T

nóng và nhiệt độ của nguồn lạnh. T
1
càng lớn và T
2
càng nhỏ thì η
carnot
càng cao.
2) Với cùng T
1
và T
2
, hiệu suất nhiệt của bất kỳ chu trình động cơ nhiệt nào
khác đều nhỏ hơn η
carnot
.
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
- 41 - Assoc. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2007
BÀI TẬP CHƯƠNG 3

C. Tính thể tích ở trạng thái cuối (V
2
), lượng nhiệt cần
cung cấp (Q), công sinh ra (W), lượng thay đổi nội năng (∆U), lượng thay đổi entropy
(∆S) ? Biểu diễn những diện tích tương ứng với Q, ∆U và W trên đồ thị nhiệt ?

Bài tập 3.3
1 kg không khí được nén đoạn nhiệt trong máy nén từ áp suất p
1
= 1 at và t
1
=
15
0
C đến áp suất p
2
= 8 at. Xác định nhiệt độ (t
2
), thể tích riêng (v
2
) của không khí
sau khi nén và công tiêu thụ (w) ?

Bài tập 3.4
1,2 kg không khí được nén đa biến với n = 1,2 từ nhiệt độ t
1
= 20
0
C, áp suất p
1

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com