CHƯƠNG VII: NGUYÊN LÝ THỨ HAI CỦA NHIỆT ĐỘNG HỌC

A.TÓM TẮT LÝ THUYẾT

1. Hiệu suất của động cơ nhiệt
1
'
21
1
'
Q
QQ
Q
A
−
==
η
(7-1)
trong đó Q
1
là nhiệt mà tác nhân nhận được của nguồn nóng, Q
2
’ là nhiệt
mà tác nhân nhả cho nguồn lạnh.
2. Hiệu suất của chu trình Cácnô
1
2
1
T
T
−=

V
R
T
T
C
m
S
V
μ
(7-4)

⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
+=
1
2
1
2
lnln
V
V
C
P
P
C
m

= (t
1
+ 273) = 227 + 273 = 500 (K)
T
2
= (t
2
+ 273) = 27 + 273 = 300 (K)
Hiệu suất của động cơ nhiệt lý tưởng:

52
%404,0
500
300500
1
21
==
−
=
−
=
T
TT
η

Mặt khác theo định nghĩa:
1
21
Q
QQ −

.
.
6
4
11
21
≈===
−
=
qm
tP
Q
A
Q
QQ
η

η
= 10%
b. Hiệu suất của động cơ nhiệt lý tưởng được tính theo công thức:
1
21
T
TT −
=
η

trong đó: T
1
=(273 + 200) = 473(K)

công cực đại là bao nhiêu khi nó nhận được của nguồn nóng một nhiệt
lượng là Q
1
= 1Kcal.

Giải

Để công mà động cơ sản ra là cực đại thì hiệu suất của động cơ phải cực
đại, nghĩa là:

53

1
21
1
'
T
TT
Q
A
−
==
η

trong đó: Q
1
= 1Kcal = 4,18 KJ
T
1
= (t

Cho biết năng suất tỏa nhiệt của xăng là 46.10
6
J/kg, khối lượng riêng
của xăng là 700kg/m
3
.

Giải

Áp dụng công thức:

tPA ='

trong đó t là thời gian động cơ ôtô thực hiện công A’.

P
A
t
'
=⇒
(1)
Hiệu suất của động cơ ôtô được tính theo công thức:
1
'
Q
A
=
η

trong đó Q

−

s = v.t = 15.10733 ≈ 161000(m)
Vậy ôtô đi được quãng đường là 161km. 54
7.5 Một động cơ nhiệt hoạt động theo chu trình Cacnô với hiệu nhiệt độ
giữa hai nguồn nhiệt là 100
0
C. Hiệu suất của động cơ là 25%. Tìm
nhiệt độ của nguồn nóng và nguồn lạnh.

Giải

Hiệu suất của động cơ nhiệt chạy theo chu trình Cacnô được tính theo
công thức:
1
21
T
TT
−
=
η

Theo giả thiết ΔT = T
1
– T
2
= 100, ta có:

4
= 4V
1
, P
2
= 3P
1
.
Tìm hiệu suất của động cơ.

Hướng dẫn
Theo đồ thị ta thấy:
Quá trình từ trạng thái 1 sang trạng thái 2 là quá trình đẳng tích:
Ở trạng thái 1: P
1
, V
1

Ở trạng thái 2: P
2
= 3P
1
, V
2
= V
1

Nhiệt mà hệ nhận vào từ nguồn nóng:

)(

2
= V
1
, V
3
= 4V
1
, ta
tìm P
3
:
4
3
1
2
P
1
P
1
V
4
V
1
P
V
P
2
Áp dụng công thức của quá trình đoạn nhiệt:
γγ
2233

V
V
PP

Quá trình từ trạng thái 3 sang trạng thái 4 là quá trình đẳng tích:
Ở trạng thái 3:
γ
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
4
1
3
13
PP
,V
3
= 4V
1
, V
4
= V
3
, ta tìm P
4
:

⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
=⇒
4
1
1
4
1
14
P
V
V
PP

Do đó:
)4.
4
1
4.
4
3
(
2
)(
2
1111443334
VPVP

η

1
1
12
3412
4
1
1
4
1
−
−
−=−=
−
=
γ
γ
η
i
i
Q
QQtrong đó:
ii
i
C
C

a.

Đẳng tích.
b.

Đẳng áp.

Hướng dẫn
a. Trong quá trình đẳng tích ta có công thức:

56