Chương 6 - Các nguyên lý của nhiệt động lực học

44 CHƯƠNG 6 - CÁC NGUYÊN LÝ CỦA
NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 6.1. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU:
Chương này khảo sát năng lượng trong chuyển động nhiệt và hai nguyên lý
của nhiệt động học từ đó khảo sát hiệu suất của động cơ hoạt động theo chu
trình Carnot.
6.2. TÓM TẮT NỘI DUNG
Thuyết động học chất khí liên hệ đến tính chất vĩ mô của các chất khí (áp suất,
nhiệt độ) với các tính chất vi mô của các phân tử khí (tốc độ, động năng …).
Công thực hiện: A =
∫
2
1
V
V
pdV

Nhiệt độ và động năng:
RTW
d
2
3
=



1
12
−==
A
Q
A
Q
η
→
21
2
TT
T
−
=
η

6.3. CÂU HỎI ÔN TẬP
1. Trình bày các khái niệm, công thức tính về: năng lượng của chuyển động
nhiệt, nội năng, công và nhiệt?.
2. Nêu nguyên lý, hệ quả, ý nghĩa của nguyên lý thứ nhất của nhiệt động học?.
3. Trình bày hạn chế của nguyên lý thứ nhất của nhiệt động học?.
4. Nêu nguyên lý, biểu thức của nguyên lý thứ hai của nhiệt động học?.
5. Nêu nội dung của định lý Carnot?
Chương 6 - Các nguyên lý của nhiệt động lực học

45
6.4. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP
1. BÀI TẬP VÍ DỤ

=⇒=
1
14283
22,0
3,742
1
==
Q
J,
vậy nhiệt lấy từ nguồn nóng Q
1
= 4283 J
c) Nhiệt thải cho nguồn lạnh

7,33403,9424283
12
=−=−=
AQQ
J.
Bài tập 2: Một động cơ nhiệt hoạt động theo chu trình Carnot có công suất
P = 73600W, nhiệt độ của nguồn nóng T
1
= 100
0
C nhiệt độ của nguồn lạnh
T
2

η
0
1
1
0
A
Q
Q
A
=⇒=

Nhiệt lượng nhận trong 1 phút:

16470
27,0
73600
.60.60'
11
===
QQ
KJ
c) Nhiệt lượng thải cho nguồn lạnh trong 1s

012
AQQ
−=

Nhiệt lượng thải trong 1 phút

010122


6-1. Một động cơ nhiệt lý tưởng chạy theo chu trình Carnot nhả cho nguồn
lạnh 80% nhiệt lượng mà nó thu được của nguồn nóng. Nhiệt lượng thu được
trong một chu trình là 1,5 Kcal.Tìm:
a) Hiệu suất của chu trình Carnot nói trên.
b) Công mà động cơ sinh ra trong 1 chu trình.
6-2. Nhiệt độ của hơi nước từ lò hơi vào máy hơi là t
1
= 227
o
C, nhiệt độ
của bình ngưng là t
2
= 27
o
C .
Hỏi khi tốn một lượng nhiệt Q= 1Kcal thì ta thu được một công cực đại là
bao nhiêu?
Chương 6 - Các nguyên lý của nhiệt động lực học

47
6-3. Một máy làm lạnh tiêu thụ công suất 36800w nhiệt độ của nguồn lạnh
là -10
o
C, nhiệt độ của nguồn nóng là 17
o
C. Tính:
a) Hiệu suất làm lạnh.
b) Nhiệt lượng lấy được từ nguồn lạnh trong 1giây.
c) Nhiệt lượng nhả cho nguồn nóng trong một giây.

1
==
KcalQ
η
254KJ
6-2.
1
2
1
1
T
T
Q
A
−==
η

KJA 7,1
=⇒

6-3. a)
74,9
21
22
≈
−
==
TT
T
A

36,0
1
==
Q
A
η

1
2
1
T
T
−=
η

⇒

KT
239
2
≈
.