Download miễn phí Tiểu luận Những vấn đề liên quan đến động cơ nhiệt hoạt động theo chu trình carnot



MỤC LỤC
 
I .Nguyên lý thứ nhất của nhiệt động học và những hạn chế của nguyên lý đó
I.1 Nguyên lý thứ nhất của nhiệt động học
I.2 Những hạn chế của nguyên lý thứ nhất
II . Qúa trình thuận nghịch và quá trình không thuận nghịch
II.1 Định nghĩa
II.2 Thí dụ
II.2.1 Về quá trình thuận nghịch
II.2.2 Về quá trình không thuận nghịch
II.3 Ý nghĩa của việc nghiên cứu các quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch.
III. Nguyên lý thứ hai của nhiệt động
III.1 Máy nhiệt
III.2 Nguyên lý thứ hai của nhiệt động lực học phát biểu định tính
III.3 Chu trình carnot
III.3.1 Chu trình Carnot với tác nhân là khí lý tưởng
III.3.2 Động cơ nhiệt làm việc theo chu trình cacno với các tác nhân bất kỳ
III.3.3 Động cơ nhiệt làm việc theo chu trình bất kỳ
III.3.4. Cách tăng hiệu suất (hệ số tác dụng hữu ích) của động cơ nhiệt
IV. Phát biểu định lượng nguyên lý thứ hai nhiệt động lực học và nhiệt giai nhiệt động lực học
IV.1. Phát biểu định lượng nguyên lý thứ hai nhiệt động lực học
IV.2 Nhiệt giai của nhiệt động học
V. Mở rộng
V.1 Động cơ đốt trong
V.2 Ưu khuyết điểm và lĩnh vực sử dụng động cơ đốt trong
V.2.1 Ư u điểm chính của động cơ đốt trong
V.2.2 Nhược điểm động cơ đốt trong
V.2.3 : Lĩnh vực sử dụng
V.3 Đặc điểm của chu trình lý tưởng
 
 
 
 


http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2013-11-30-tieu_luan_nhung_van_de_lien_quan_den_dong_co_nhiet.3SbIfILhjt.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-48278/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

iết ở trên : khi trạng thái không cân bằng đã thai đổi thì không thể tạo lại trạng thái như thế nào được nữa. Những quá trình như thế được gọi là quá trình không thuận nghịch. Vì vậy ta có thể định nghĩa quá trình không thuận nghịch là quá trình mà khi ta tiến hành theo chiều ngược lại hệ không qua đầy đủ các trạng thái trung gian mà quá trình thuận .
Đối với một quá trình không thuận nghịch công và nhiệt mà hệ nhận vào từ bên ngoài trong quá trình ngược không bằng công và nhiệt mà hệ cung cấp ra bên ngoài trong quá trình thuận. Kết quả là đối với quá trình không thuận nghịch sau khi tiến hành quá trình thuận và quá trình ngược lại để đưa hệ về trạng thái ban đầu thì môi trường xung quanh bị biến đổi.
II.2 Thí dụ
II.2.1 Về quá trình thuận nghịch
Ta xét một con lắc dao động không ma sát mà nhiệt độ của nó bằng nhiệt độ của môi trường .Do các điều kiện này nên không có sự trao đổi nhiệt với bên ngoài. Trong nửa chu kỳ đầu con lắc đi ngược quãng đường từ vị trí 1 đến vị trí 2 và trong nửa chu kỳ sau con lắc đi đoạn đường ngược lại từ 2 về 1. Sau quá trình thuận và quá trình nghịch công của trọng lực sinh ra bằng không. Kết quả môi trường xung quanh không bị biến đổi.
- Qúa trình nén và giãn khí đoạn nhiệt vô cùng chậm cũng là một quá trình thuận nghịch. Xét một khối khí đựng trong xilanhđặt trong vỏ cách nhiệt với bên ngoài. Giả sử khối khí giãn vô cùng chậm từ thể tích V1 đến thể tích V2 để quá trình có thể coi là quá trình cân bằng. Nếu tiên hành quá trình ngược lại : nén khí vô cùng chậm từ thể tích V2 đến thể tích V1 khối khí sẽ đi qua các trạng thái cân bằng trung gian như quá trình giãn. Công mà khối khí nhận được trong quá trình nén bằng công sinh ra trong quá trình giãn. Do đó sau khi trở về trạng haí ban đầu khối không khí trao đổi công với môi trường bên ngoài. Vì có vỏ cách nhiệt nên khối không khí trao đổi nhiệt với môi trường ngoài. Kết quả là sau khi trở về trạng thái ban đầu môi trường xung quanh không bị biến đổi.
Có thể nói rằng mọi quá trình cơ học không có ma sát đều là quá trình thuận nghịch.
II.2.2 Về quá trình không thuận nghịch
Ta thấy trong các quá trình cơ học và nhiều quá trình khác, sự thuận nghịch chỉ tồn tại khi không có nhiệt độ trao đổi. Nhưng thực nghiệm chứng tỏ rằng mọi quá trình vĩ mô thực, bao giờ cũng có trao đổi với bên ngoài moi. Vì vậy, mọi quá trình vĩ mô thực đều là những quá trình không thuận nghịch.
Thí dụ : các quá trình xảy ra có ma sát. Do có ma sát, trong quá trình thuận, một phần công biến thành nhiệt và nếu tiến hành quá trình ngược thì một phần công nữa lại biến thành nhiệt. kết quả cuối cùng là có một phần công biến thành nhiệt và thực nghiệm xác định, nhiệt đó chỉ làm nóng các vật chứ không biến thành công được. Do đó sau khi tiến hành quá trình thuận và quá trình ngược lại, môi trường xung quanh bị biến đổi.
Vậy các quá trình có ma sát đều là quá trình không thuận nghịch.
Quá trình truyền nhiệt từ vật nóng sang vật lạnh cũng là một quá trình không thuận nghịch. Quá trình này xảy ra một cách tự phát, không cần có một tác dụng nào từ bên ngoài. Quá trình chấm dứt khi nhiệt độ của hai vật cân bằng nhau. Muốn có một quá trình ngược lại : nhiệt từ vật lạnh truyền sang vật nóng thì phải có tác dụng từ bên ngoài. Kết quả là sau khi vật nóng truyền sang vật lạnh và lấy nhiệt từ vật lạnh trả lại cho vật nóng để hai vật trở về trạng thái ban đầu thì môi trường xung quanh bị biến đổi.
II.3 Ý nghĩa của việc nghiên cứu các quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch.
Qua việc nghiên cứu các quá trình thuân nghịch và không thuận nghịch nói trên,ta thấy rằng các quá trình thuận nghịch kể trên đều là các quá trình lí tưởng và trong thực tế chỉ xảy các quá trình không thuận nghịch.việc nghiên cứu đó đóng vai trò rất quan trọng trong công việc xây dựng nguyên lí thứ hai của nhiệt động học.
Những ví dụ về quá trình không thuận nghịch chỉ rõ ràng trong hai chiều diễn biến của một quá trình vĩ mô,chỉ có một chiều quá trình xảy ra một cách tự phát,không cần có tác dụng bên ngoài.chiều diễn biến tự phát này đảm bảo cho hệ tiến tới trạng thái cân bằng.khi hệ ở trạng thái cân bằng rồi thì hệ không thể tự phát, không cần có tác dụng bên ngoài. Chiều diễn biến tự phát này đảm bảo cho hệ tiến tới một trạng thái cân bằng. Khi hệ ở trạng thái cân bằng rồi thì hệ không thể tự phát xảy ra quá trình đưa hệ tới những trạng thái không cân bằng.
Cần chú ý rằng tuy các quá trình thuận nghịch là các quá trình lý tưởng nhưng việc nghiên cứu chúng rất quan trọng đối với việc thiết lập biểu thức định lượng của nguyên lý thứ hai. Ta đã biết muốn thực hiện được các quá trình thuận nghịch cần loại trừ ma sát và ngăn không cho nhiệt truyền từ chỗ nóng sang chỗ lạnh . Vì vậy, so với quá trình bất thuận nghịch , quá trình thuận nghịch là quá trình lợi nhất về phương diện công và nhiệt vì công sinh ra không bị mất mát vì ma sát và nhiệt mà hệ nhận vào cũng không bị hao hụt do tỏa nhiệt cho môi trường xung quanh. Điều này được ứng dụng trong kĩ thuật chế tạo động cơ nhiệt mà ta sẽ nói ở phần sau. Tất nhiên máy hoạt động theo những chu trình càng gần quá trình thuận nghịch thì càng có lợi .
III. Nguyên lý thứ hai của nhiệt động học
Để phát biểu nguyên lý thứ hai của nhiệt động học ta xét đến các máy nhiệt
III.1 Máy nhiệt
Máy nhiệt là một hệ hoạt động tuần hoàn biến công thành nhiệt (máy lạnh) hay biến nhiệt thành công (động cơ nhiệt).
Trong các máy nhiệt có các chất vận chuyển làm nhiệm vụ biến nhiệt thành công và ngược lại, chúng được gọi là các tác nhân. Khi máy hoạt động , tác nhân trao đổi nhiệt với các tác vật có nhiệt độ khác nhau. Các vật này được gọi là các nguồn nhiệt . Người ta coi nguồn nhiệt có nhiệt độ không đổi và sự trao đổi nhiệt không ảnh hưởng tới nhiệt độ của nó. Thông thường máy nhiệt trao đổi nhiệt với hai nguồn nhiệt. Nguồn có nhiệt độ cao hơn được gọi là nguồn nóng, còn nguồn có nhiệt độ thấp hơn gọi là nguồn lạnh. Tất cả các máy nhiệt đều hoạt động tuần hoàn, do đó các tác nhân trong maý nhiệt biến đổi theo chu trình.
III.2 Nguyên lý thứ hai của nhiệt động lực học phát biểu định tính
Theo nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học để sinh công A trong chu trình , tác nhân phải dùng một lượng nhiệt Q=A. nhưng nguyên lý thứ nhất không giải quyết được vấn đề đặt ra trong thực tế là có phải toàn bộ nhiệt lượng Q1 mà tác nhân nhận cuả ngoại vật trong chu trình đã được dùng để sinh công A hay không ? Vấn đề này có liên quan chặt chẽ với việc chế tạo động cơ vĩnh cửu loại hai tức là loại động cơ có A = Q. Thực vậy sau khi đã thưà nhận là nguyên lý thứ nhất hoàn toàn đúng đắn một số người mơ tưởng dựa vào nguyên lý này có thể chế tạo những động cơ làm việc sao cho toàn bộ nhiệt lượng Q1 mà các tác nhân nhận của ngoại vật trong một chu trình được biến đổi hoàn toàn thành công A. Nếu chế tạo thành...

---