BG NHIETKYTHUAT.pptx

LOGO
Company LOGO
NHIỆT KỸ THUẬT
Môn học:
By: DuongTan
TRƯỜNG CĐ CÔNG NGHỆ
VÀ NÔNG LÂM NAM BỘ

KỸ THUẬT NHIỆT LÀ GÌ?
Kỹ thuật Nhiệt là ngành học nghiên cứu
về các hệ thống kỹ thuật nhiệt, lạnh,
ứng dụng khoa học kỹ thuật để thiết
kế, vận hành các hệ thống, trang thiết
bị nhiệt – lạnh, phục vụ cho nhu cầu
cuộc sống con người cũng như sản
xuất công nghiệp.

Sinh viên tốt nghiệp có thể làm việc
trong các nhà máy thuộc ngành công
nghiệp nhẹ như: nhà máy giấy, nhà
máy thực phẩm, nhà máy dệt, nhà
máy đông lạnh, nhà máy đường hoặc
tại các công ty Cơ điện lạnh, các cao
ốc văn phòng, nhà hàng khách sạn
lớn, các siêu thị, cảng, sân bay…
Tuy nhiên chúng ta học để làm gì ?

Nhiệt lượng ta gặp hằng ngày
nhưng hiểu được bao?
Nhiệt lượng là năng lượng có thể biến đổi từ dạng này sang dạng
khác, hoặc truyền từ vật này sang vật khác. Ví dụ, lò điện biến đổi
điện năng thành nhiệt năng và dẫn năng lượng đó qua nồi đun
sang nước. Nhiệt lượng này làm tăng động năng của các phân tử
nước, làm cho chúng chuyển động nhanh hơn. Ở một nhiệt độ
nhất định (điểm sôi), các nguyên tử thu đủ năng lượng để bứt khỏi
các liên kết phân tử của chất lỏng và thoát ra dưới dạng hơi nước.

Hệ thống nhiệt trong một nhà máy

Lò hơi
www.themegallery.com

Nóng hay lạnh – những điều có
thể bạn chưa biết
Nóng và lạnh là hai trong những thứ cơ bản nhất mà
chúng ta từng trải nghiệm trong cuộc sống – nhưng bạn
có biết, chỉ một trong hai cảm giác đó thật sự tồn tại mà
thôi.
Nhận thêm nhiệt – khoảng 16 triệu độ Kelvin – và
các chất khí trên mặt trời chuyển thành plasma.

Khi bạn muốn làm cho cái gì đó nóng lên, bạn chỉ việc
thêm năng lượng vào chúng.
Nhưng chẳng có cái gì lạnh cả: lạnh chỉ một sự thiếu nhiệt
mà thôi. Cho nên, khi bạn làm một cái gì đó lạnh đí, bạn
chẳng thêm lạnh vào cho nó, mà bạn đang lấy nhiệt ra
khỏi nó.
Đó là nguyên lí hoạt động của tủ lạnh –
chúng rút nhiệt ra khỏi thực phẩm và tống
chúng ra ngoài phía sau tủ. Nhiệt liên tục di
chuyển từ những vật nóng hơn sang
những vật lạnh hơn, và điều đó sẽ vẫn diễn
ra cho đến khi mọi thứ trong vũ trụ là một
khối băng giá có nhiệt độ bằng nhau hết.

Không có giới hạn trên cho độ nóng mà mọi
vật có thể đạt tới, nhưng cho dù bạn là ai và
bạn đang ở đâu, không gì có thể lạnh hơn
- 273 ° C.
-273.15 ° C là nhiệt độ mà tại đó mọi nguyên
tử trong vũ trụ dừng bước hành trình của nó
được gọi là độ không tuyệt đối.

Thật may cho mọi thứ là tự nhiên
chẳng thể ở trạng thái không năng
lượng không chuyển động, chúng
ta sẽ không bao giờ đạt tới không
độ tuyệt đối.

Mục tiêu môn học
+ Trình bày được đầy đủ các khái niệm, các
thông số cơ bản, các quá trình nhiệt động của
môi chất
+ Giải thích được cấu tạo và nguyên lý hoạt
động của động cơ đốt trong
+ Nhận dạng cấu tạo và nguyên lý hoạt động
của các động cơ nhiệt trên ô tô
+ Tuân thủ đúng quy định, quy phạm về nhiệt
kỹ thuật
+ Rèn luyện tác phong làm việc nghiêm túc,
cẩn thận.

Nội dung môn học
I. Khái niệm và các thông số cơ bản (11)
II. Môi chất và sự truyền nhiệt (12)
III.Các quá trình nhiệt động của môi chất (12)
IV.Chu trình nhiệt động của động cơ nhiệt (10)

Chương I: Khái niệm và các thông số cơ
bản
Bài 1: Các khái niệm và thông số cơ bản
1. Các khái niệm
1.1. Máy nhiệt
Là một loại thiết bị dùng để chuyển hóa giữa nhiệt năng và cơ
năng của hai nguồn nhiệt: Nguồn nóng và nguồn lạnh.
1.1.1. Phân loại.
Máy nhiệt gồm hai loại:
+ Động cơ nhiệt
+ Máy lạnh

bản
1.1.2. Động cơ nhiệt:
Động cơ nhiệt dùng để biến đổi nhiệt năng do đốt cháy nhiên
liệu thành cơ năng. Tức là môi chất nhận nhiệt từ nguồn nóng
(nhiên liệu cháy) giãn nở một phần biến thành công, sau đó
nhả nhiệt còn lại cho nguồn lạnh (ra nước làm mát hoặc
không khí như: Động cơ đốt trong; động cơ phản lực và các
tuốc bin khí...)

Động cơ hơi nươc

bản
1.1.3. Máy lạnh:
Máy lạnh có tác dụng ngược lại với động cơ nhiệt. Tức là môi
chất nhận công hoặc nhiệt năng từ nguồn lạnh (nhiệt của vật
hoặc buồng cần làm lạnh truyền cho nguồn nóng).
1.1.4. Bơm nhiệt:
Bơm nhiệt là máy tiêu hao năng lượng, tức là môi chất nhận
công hoặc nhiệt năng từ nguồn nóng truyền cho nguồn lạnh
để sưởi ấm hay sấy các vật.

Chu trình Carnot
Năm 1824, Nicolas Léonard Sadi Carnot
đã đề xuất một mô hình động cơ nhiệt
dựa trên cái ngày nay gọi là chu trình
Carnot. Chu trình khai thác các liên hệ
giữa áp suất, thể tích và nhiệt độ của
các chất khí và cách năng lượng thu
vào có thể chuyển hóa và thực hiện
công ra ngoài hệ.

Nén một chất khí làm tăng nhiệt độ của
nó, cho nên nó trở nên nóng hơn môi
trường xung quanh. Sau đó, nhiệt
lượng có thể được lấy ra khỏi chất khí
nóng bằng cách sử dụng một bộ trao
đổi nhiệt. Sau đó người ta cho chất
khí dãn nở làm cho nó nguội đi. Đây là
nguyên lí hoạt động cơ bản của bơm
nhiệt lượng dùng để làm nóng không
khí, máy điều hòa không khí và tủ
lạnh.

Tương tự, việc làm nóng một chất khí
làm tăng áp suất của nó, làm cho nó
dãn nở. Áp suất do dãn nở khi đó có
thể được khai thác để dẫn động một
piston, nhờ đó biến đổi nhiệt năng
thành động năng. Đây là nguyên lí
hoạt động cơ bản của động cơ nhiệt.

bản
1.2. Môi chất:
Môi chất là chất trung gian để biến đổi và truyền tải năng
lượng giữa nhiệt năng và công trong các máy nhiệt.
Môi chất có 3 thể: Thể khí, thể lỏng, thể rắn.
Trong máy nhiệt dùng môi chất là thể khí. Vì chất khí có khả
năng thay đổi thể tích rất lớn nên có khả năng trao đổi công
rất lớn.
Thể khí:
Thể khí gồm 2 loại: Khí thực và khí lý tưởng.

Các trạng thái của vật chất

Tính chất của chất khí

bản
•Khí thực:
Khí thực là mọi chất khí trong tự nhiên. Khí thực tạo nên từ
các phân tử và nguyên tử. Chúng có kích thước và giữa
chúng có lực tác dụng tương hỗ.
•Khí lý tưởng:
Khí lý tưởng là khí không có kích thước và giữa chúng
không có lực tác dụng tương hỗ như: Không khí hydro, ô
xy... ở điều kiện áp suất thấp và nhiệt độ thường.

bản
1.3. Hệ thống nhiệt động (hệ nhiệt động).
Là tập hợp các phần tử để nghiên cứu các hiện tượng về
nhiệt. Hệ nhiệt động được đặt trong môi trường và được ngăn
cách với môi trường bằng mặt bao.
Thường gặp hệ nhiệt động là môi chất, nguồn nóng, nguồn
lạnh hoặc tổ hợp môi chất nguồn nóng và nguồn lạnh, máy
nhiệt...

Nhiệt động lực học nghiên cứu sự dự trữ,
chuyển hóa, và truyền năng lượng. Năng
lượng được dự trữ dưới dạng nội năng (do
nhiệt độ), động năng (do chuyển động),
thế năng (do tương tác), và hóa năng (do
thành phần hóa học); nó được chuyển hóa
từ dạng này sang dạng kia; và nó được
truyền qua ranh giới dưới dạng công hoặc
nhiệt.

1.4. Thông số trạng thái
Thông số trạng thái là những đại lượng vật
lý có giá trị xác định ở một trạng thái nhất
định nào đó. Thông số trạng thái là hàm
chỉ phụ thuộc vào trạng thái mà không
phụ thuộc vào quá trình.

1.5. Công
Công là tích của vết chiếu của lực trên
đường đi nhân với quãng đường đi.
Công là số đo sự truyền chuyển động, tức là
sự truyền năng lượng từ vật này sang vật
khác.
Công là lượng năng lượng chuyển hóa từ
dạng này sang dạng khác.

bản
2. Các thông số cơ bản của môi chất.
2.1. Nhiệt độ:
Là mức đo trạng thái nhiệt (nóng, lạnh) của vật.
2.1.1. Nhiệt độ bách phân:
Dùng thang nhiệt bách phân (100 vạch, mỗi vạch ứng với 10
) và ký hiệu là 0C . 0 0C ứng với nhiệt độ nước đá đang tan và 100
0C ứng với nước đang sôi ở áp suất P = 760 mmHg.
2.1.2. Nhiệt độ tuyệt đối: (nhiệt độ kenvin)
Ký hiệu là T, đơn vị đo là 0K , 0 0K tương ứng với nhiệt độ thấp
nhất của trạng thái vật chất mà trong đó các phân tử ngừng
chuyển động. 0 0Ktương ứng với (-)273,15 0C.
2.1.3. Nhiệt độ Farenheit:
Đơn vị: 0F , 32 0F = 0 0C ; 212 0F= 100 0FC

D. Temperature
ºF
ºC
K
-459 32 212
-273 0 100
0 273 373
 
32
F
C 9
5



 K = ºC + 273
Always use absolute temperature
(Kelvin) when working with gases.

2.2. Áp suất:
Là lực tác dụng của các phân tử theo
phương pháp truyền lên đơn vị diện
tích thành bình chứa khí hoặc chất
lỏng.
Áp suất được ký hiệu là P và được xác
định bằng biểu thức:
area
force
pressure 

2.3. Thể tích riêng:
Là thể tích của một đơn vị khối lượng. Được ký hiệu là V và
được xác định bằng biểu thức:
V: Thể tích của vật (m3)
G: Khối lượng của vật (kg)
2.4. Khối lượng riêng:
Là khối lượng của một đơn vị thể tích của hệ, là đại lượng
nghịch đảo của thể tích riêng.

2.5. Nội năng:
Là toàn bộ các dạng năng lượng bên trong của vật.
Nội năng bao gồm: Nội nhiệt năng (do chuyển động của các
phân tử và nguyên tử) và các dạng năng lượng khác (hóa
năng, năng lượng nguyên tử...).
Nội năng là hàm của nhiệt độ : u = u(T)
Đơn vị: U ( Ј ); u (Ј/kg)

2.6. Entrôpi:
Tất cả các hệ nhiệt động đều sinh nhiệt hao phí. Hao phí này
mang lại sự tăng entropy. Entropy cho một hệ kín là một số
đo định lượng của lượng nhiệt năng không sẵn có để
thực hiện công. Entropy trong một hệ kín bất kì luôn luôn
tăng; nó không bao giờ giảm.
Ngoài ra, các bộ phận chuyển động còn sinh nhiệt hao phí do
ma sát, và nhiệt bức xạ rò rỉ khỏi hệ là không thể tránh khỏi.

2.6. Entrôpi:
Điều này khiến cái gọi là động cơ vĩnh cửu là không thể. Theo
giáo sư Siabal Mitra tại Đại học Missouri, “Bạn không thể chế
tạo một động cơ hiệu suất 100%, nghĩa là bạn không thể chế
tạo một động cơ vĩnh cửu.
Entropy còn được định nghĩa là một số đo mức mất trật tự hay
mức hỗn độn trong một hệ kín.
Bạn có thể trộn lẫn nước nóng và nước lạnh, nhưng một cốc
lớn nước ấm thì mất trật tự hơn hai cốc nhỏ hơn chứa nước
nóng và nước lạnh, bạn không bao giờ có thể phân tách nó trở
lại thành nước nóng và nước lạnh mà không cấp thêm năng
lượng vào hệ.

2.6. Entrôpi:
Nói cách khác, bạn không thể phục hồi một quả trứng vỡ hay
loại hết kem ra khỏi cốc cà phê.

2.7. Entanpi:
Entanpi là hàm phụ thuộc 2 trong 3 thông số trạng thái cơ bản
(P,V,T).
Ký hiệu: I ; i
Đơn vị : I (Ј); i (Ј/kg)

Bài 2
HỆ NHIỆT ĐỘNG VÀ CÁC THÔNG
SỐ TRẠNG THÁI

1. Hệ nhiệt động.
1.1. Khái niệm.
Hệ nhiệt động là một vật hoặc nhiều vật được tách
riêng ra khỏi các vật khác để nghiên cứu các tính
chất nhiệt động của chúng. Tất cả các vật ngoài hệ
gọi là môi trường.
Ranh giới giữa hệ nhiệt động và môi trường có thể là
một bề mặt cụ thể, cũng có thể là bề mặt tưởng
tượng do ta quy ước.

Ví dụ: Nghiên cứu quá trình đun nước trong một bình
kín thì có thể coi hệ nhiệt động là nước và hơi trong
bình, còn môi trường xung quanh là bình và không
khí xung quanh.
Các vật thể nằm trong hệ có thể trao đổi nhiệt với
nhau và với môi trường xung quanh.

1.2. Phân loại:
Hệ nhiệt động bao gồm nhiều loại:
+ Hệ kín:
Là hệ trong đó trọng tâm của hệ không chuyển động, như
chất khí chứa trong bình kín hoặc chu trình động cơ đốt
trong...
+ Hệ hở:
Là hệ trong đó trọng tâm của hệ có chuyển động, như
tuabin khí và máy nén,vì lượng khí đi vào và ra khỏi xi
lanh.
+ Hệ cô lập:
Là hệ không trao đổi nhiệt và công với môi trường.
+ Hệ đoạn nhiệt:
Là hệ không trao đổi nhiệt với môi trường.

2. Thông số trạng thái của một hệ nhiệt động.
Khi thông số trạng thái tại mọi điểm trong toàn bộ thể
tích của hệ có trị số đồng nhất và không thay đổi theo
thời gian ta nói hệ ở trạng thái cân bằng. Ngược
lại khi không có sự đồng nhất này nghĩa là hệ ở trạng
thái không cân bằng.
Các thông số trạng thái mà ta nghiên cứu là các trạng
thái cân bằng.

2.1. Nhiệt độ tuyệt đối:
2.2. Áp suất tuyệt đối:
2.3. Thể tích riêng và khối lượng riêng:
2.4. Nội năng:
2.5. Tính chất của thông số trạng thái:

ÔN TẬP
PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÝ
TƯỞNG
Điều kiện tiêu chuẩn của chất khi:́ 00C (2730K);
760mmHg; mọi Mol Khí đều có 22,4 lít
Bài tập
Thí nghiệm Lý thuyết

So sánh p/t 103 và p/t 104
Để tính R, ta có thể sử dụng phương trình (103), trong đó các thông
số p0, V0 và T0 gán cho lượng khí đã cho nhưng xét ở điều kiện tiêu
chuẩn. Điều này có nghĩa là p0 = 76 cmHg, T0 = 273 K và V0 =
(m/μ) × 22,4 lít, vì một phân tử gram chất khí bất kì ở điều kiện tiêu
chuẩn chiếm một thể tích xác định là 22,4 lít. Tỉ số (m/μ) rõ ràng là
số phân tử gram có trong lượng khí đã cho. Thay những giá trị này
vào phương trình (103) ta được:
So sánh với biểu thức (104) ta được R = 6,2 cmHg.lít/0K

Nội năng
Nội năng của một vật là dạng năng lượng
bao gồm động năng và thế năng tương tác
của các phân tử, nguyên tử cấu tạo nên vật.
 Nội năng của một vật phụ thuộc vào
nhiệt độ và thể tích của vât u = f(T, V).
 Nội năng của khí lí tưởng chỉ phụ thuộc
vào nhiệt độ.
 Nội năng có thể biến đổi bằng hai cách:
thực hiện công và truyền nhiệt.

Nhiệt lượng
1. Công thức tính nhiệt lượng:

Nhiệt lượng
2. Phương trình cân bằng nhiệt:

Công của chất khí khi giãn nở
2 1
( )
A p V V p V
    (Với p = const)
Điều kiện tiêu chuẩn của chất khi:́ 00C (2730K);
760mmHg; mọi Mol Khí đều có 22,4 lít

Nguyên lý I của nhiệt động lực học
1. Biểu thức: U Q A
  
Q là nhiệt lượng trao đổi giữa hệ và môi trường.
Q > 0: hệ nhận nhiệt.
Q < 0: hệ tỏa nhiệt.
 : độ biến thiên nội năng của hệ.
> 0: nội năng tăng.
< 0: nội năng giảm.
A: công do hệ thực hiện.
A > 0: hệ nhận công
A < 0: hệ thực hiện công..
U

U

U


Nguyên lý I của nhiệt động lực học
2. Nguyên lí I nhiệt động lực học trong các quá trình biến
đổi trạng thái:
Lưu ý: Quá trình đẳng áp: p = const 
A = p ΔV = nRΔT.

Hiệu suất của động cơ nhiệt

CÁC NGUYÊN LÍ CỦA
NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC

Phương pháp giải bài
toán về sự truyền
nhiệt giữa các vật

Phương pháp giải bài toán về sự truyền
nhiệt giữa các vật
+ Xác định nhiệt lượng toả ra và thu vào của
các vật trong quá trình truyền nhiệt thông
qua biểu thức: Q = mc Δt
+Viết phương trình cân bằng nhiệt: Qtoả =
Qthu
+ Xác định các đại lượng theo yêu cầu của
bài toán.
Lưu ý: + Nếu ta sử dụng biểu thức Δt = ts – tt
thì Qtoả = - Qthu
+ Nếu ta chỉ xét về độ lớn của nhiệt lượng
toả ra hay thu vào thì Qtoả = Qthu, trong
trường hợp này, đối với vật thu nhiệt thì Δt
= ts - tt còn đối với vật toả nhiệt thì Δt = tt –
ts www.themegallery.com

Bài tập
BT1: Một bình nhôm có khối lượng 0,5kg chứa 0,118kg nước ở nhiệt
độ 20oC. Người ta thả vào bình một miếng sắt có khối lượng 0,2kg
đã được đun nóng tới nhiệt độ 75oC. Xác định nhiệt độ của nước khi
bắt đầu có sự cân bằng nhiệt.
Cho biết nhiệt dung riêng của nhôm là 920J/kgK; nhiệt dung riêng
của nước là 4180J/kgK; và nhiệt dung riêng của sắt là 460J/kgK.
Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường xung quanh.

Hướng dẫn bài tập 1:
Gọi t là nhiệt độ lúc cân bằng nhiệt.
Nhiệt lượng của sắt toả ra khi cân bằng: Q1 = mscs(75 – t) = 92(75 –
t) (J)
Nhiệt lượng của nhôm và nước thu được khi cân bằng nhiệt:
Q2 = mnhcnh(t – 20) = 460(t – 20) (J)
Q3 = mncn(t – 20) = 493,24(t – 20) (J)
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt: Qtoả = Qthu
92(75 – t) = 460(t – 20) + 493,24(t – 20) <=> 92(75 – t) = 953,24(t
– 20) => t ≈ 24,8oC

Bài tập
BT2: Một nhiệt lượng kế bằng đồng thau có khối lượng 128g chứa
210g nước ở nhiệt độ 8,4oC. Người ta thả mọt miếng kim loại có
khối lượng 192g đã đun nóng tới nhiệt độ 100oC vào nhiệt lượng
kế. Xác định nhiệt dung riêng của miếng kim loại, biết nhiệt độ khi
có sự cân bằng nhiệt là 21,5oC.Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi
trường xung quanh và biết nhiệt dung riêng của đồng thau là
128J/kgK và của nước là 4180J/kgK.

Nhiệt lượng toả ra của miếng kim loại khi cân bằng nhiệt là:
Q1 = mkck(100 – 21,5) = 15,072ck (J)
Nhiệt lượng thu vào của đồng thau và nước khi cân bằng nhiệt là:
Q2 = mđcđ(21,5 – 8,4) = 214,6304 (J)
Q3 = mncn(21,5 – 8,4) =11499,18 (J)
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt: Qtoả = Qthu
15,072ck = 214,6304 + 11499,18 => ck = 777,2J/kgK.

Bài tập
 BT3: Người ta bỏ 1 miếng hợp kim chì và kẽm có khối lượng 50g ở
t = 1360C vào 1 nhiệt lượng kế có nhiệt dung là 50 J/K chứa 100g
nước ở 140C. Xác định khối lượng của kẽm và chì trong hợp kim
trên, biết nhiệt độ khi cân bằng trong nhiệt lượng kế là 180C. Bỏ
qua sự trao đổi nhiệt với mt nên ngoài, CZn = 377 J/kg.K, CPb = 126
J/Kg.K.

Nhiệt lượng toả ra: QZn = mZn.CZn(t1 – t ) = 39766mZn
QPb = mPb.CPb(t1 – t ) = 14868mPb
Nhiệt lượng thu vào:
QH2O = mH2O.CH2O(t – t2 ) = 1672 J
QNLK = C’ (t – t2 ) = 200 J
Qtoả = Qthu 39766mZn + 14868mPb = 1672 + 200 mZn = 0,045 kg,
mPb = 0,005kg

Bài tập
BT4: Để xác định nhiệt độ của 1 cái lò, người ta đưa vào một miếng
sắt m = 22,3g. Khi miếng sắt có nhiệt độ bằng nhiệt độ của lò,
người ta lấy ra và thả ngay vào nhiệt lượng kế chứa 450g nước ở
150C, nhiệt độ của nước tăng lên tới 22,50C.
a.Xác định nhiệt độ của lò.
b.Trong câu trên người ta đã bỏ qua sự hấp thụ nhiệt lượng kế, thực
ra nhiệt lượng kế có m = 200g.
Biết CFe = 478 J/kg.K, = 4180 J/kg.K, CNLK = 418 J/kg.K.

a/ Nhiệt lượng tỏa ra: QFe = mFe.CFe ( t2 – t ) = 10,7t2 – 239,8 J
Nhiệt lượng thu vào: QH2O = mH2O.CH2O(t – t1) = 14107,5 J
Qtoả = Qthu 10,7t2 – 239,8 = 14107,5 t2 = 1340,90C
b/ Nhiệt lượng do lượng kế thu vào.
QNLK = mLNK.CNLK(t – t1 ) = 627 J
Qtoả = Qthu 10,7t2 – 239,8 = 14107,5 t2 = 1340,90C

Bài tập
 BT5: Một cốc nhôm m = 100g chứa 300g nước ở nhiệt độ 200C.
Người ta thả vào cốc nước một thìa đồng khối lượng 75g vừa rút ra
từ nồi nước sôi 1000C. Xác định nhiệt độ của nước trong cốc khi có
sự cân bằng nhiệt. Bỏ qua các hao phí nhiệt ra ngoài. Lấy CAl = 880
J/kg.K, Ccu = 380 J/kg.K, = 4190 J/kg.K.

Nhiệt lượng tỏa ra: Qcu = mcu.Ccu ( t2 – t ) = 2850 – 28,5t J
Nhiệt lượng thu vào: QH2O = mH2O.CH2O(t – t1 ) = 1257.t – 25140
QAl = mAl.CAl(t – t1 ) = 88.t - 1760
Qtoả = Qthu 2850 – 28,5t = 1257.t – 25140 + 88.t – 1760 t =
21,70C

 BT6: Người ta thả miếng đồng m = 0,5kg
vào 500g nước. Miếng đồng nguội đi từ 800C
đến 200C. Hỏi nước đã nhận được một nhiệt
lượng bao nhiêu từ đồng và nóng lên thêm
bao nhiêu độ? Lấy Ccu = 380 J/kg.K, = 4190
J/kg.K.

Hướng dẫn giải BT 6:
Nhiệt lượng tỏa ra: Qcu = mcu.Ccu ( t1 – t ) =
11400 J
Qtoả = Qthu QH2O = 11400 J
Nước nóng lên thêm: QH2O = mH2O.CH2O Δt
11400 = 0,5.4190.Δt Δt = 5,40C

BT7: Trộn 3 chất lỏng không tác dụng hoá học
lẫn nhau. Biết m1 = 1kg, m2 = 10kg, m3 =
5kg, t1 = 60C, t2 = - 400C, t3 = 600C, C1 = 2
KJ/kg.K, C2 = 4 KJ/kg.K, C3 = 2 KJ/kg.K.
Tìm nhiệt độ khi cân bằng.

Hướng dẫn BT7: Q1 = m1.C1.( t – t1) = 1.2.103
(t – 6) = 2.103t -12.103
Q2 = m2.C2.( t – t2) = 10.4.103 (t + 40 ) =
40.103t + 160.104
Q3 = m3.C3.( t – t3) = 5.2.103 (t - 60 ) =
10.103t - 60.104
Qtỏa = Qthu
2.103t -12.103 + 40.103t + 160.104 + 10.103t
- 60.104 = 0 t = - 190C

BT8: Thả một quả cầu nhôm m = 0,15kg được
đun nóng tới 1000C vào một cốc nước ở
200C. Sau một thời gian nhiệt độ của quả
cầu và của nước đều bằng 250C. Tính khối
lượng nước, coi như chỉ có quả cầu và nước
truyền nhiệt cho nhau, CAl = 880 J/kg.K, =
4200 J/kg.K.

Hướng dẫn BT8:
Nhiệt lượng tỏa ra
QAl = mAl.CAl (t1 – t ) = 9900J
Qtoả = Qthu QH2O = Qtỏa = 9900 J 9900 =
mH2O.CH2O(t – t2 )
9900 = mH2O. 4200 ( 25 – 20 ) mH2O = 0,47 kg

NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN
ĐỔI CỦA NỘI NĂNG

BÀI TẬP NỘI NĂNG
BT1: Người ta cung cấp nhiệt lượng 1,5J
cho chất khí đựng trong 1 xilanh đặt
nằm ngang. Chất khí nở ra, đẩy
pittông đi một đoạn 5cm. Tính độ biến
thiên nội năng của chất khí. Biết lực
ma sát giữa pittông và xilanh có độ
lớn là 20N.
Giải: ∆U = Q + A; Q>0 (hệ nhận nhiệt); A<0 (hệ sinh
công)
Q = 1,5J; A = - FS = - 20.5. 10-2 = -1
→ ∆U = 1,5 – 1 = 0,5 J

BT2: Một lượng khí ở áp suất 3.105Pa có
thể tích 8 lít. Sau khi đun nóng đẳng
áp khí nở ra và có thể tích 10 lít.
a. Tính công khí thực hiện được.
b. Tính độ biến thiên nội năng của khí,
biết trong khi đun nóng khí nhận được
nhiệt lượng 1000J.
Giải: a.
b.
400
U Q A J
   
. 600
A p V J
  

BT3: Một ĐC của xe máy có H = 20%.
Sau một giờ hoạt động tiêu thụ hết
1kg xăng có năng suất toả nhiệt là
46.106J/kg. Công suất của động cơ xe
máy là bao nhiêu?
Giải: Khi 1 kg xăng cháy hết sẽ tỏa ra nhiệt
lượng: 46.106J.
P = A / t = 2555,56 W
5
0,2 92.10
A
H A J
Q
   

BT4: Một động cơ nhiệt mỗi giây nhận
từ nguồn nóng nhiệt lượng 3,6.104J
đồng thời nhường cho nguồn lạnh
3,2.104J. Tính hiệu suất của động cơ.
Giải:
1 2 1
11%
9
A Q Q
H H
Q Q

    

BT5: Khí khi bị nung nóng đã tăng thể
tích 0,02m3 và nội năng biến thiên
lượng 1280J. Nhiệt lượng đã truyền
cho khí là bao nhiêu? Biết quá trình là
quá trình đẳng áp ở áp suất 2.105Pa.
Giải:
. 4000
A p V J
    52800
U Q A Q J
    

BT6: Một khối khí có V = 7,5 lít, p =
2.105Pa, nhiệt độ 270C. Khí được nén
đẳng áp nhận công 50J. Tính nhiệt độ
sau cùng của khí.
Giải: A = p ( V2 – V1 ) = -50 J  V2 =
7,5.10-3 m3  T2 = 292K

BT7: Bình kín (dung tích coi như
không đổi) chứa 14g N2 ở áp suất
1atm và t = 270C. Khíđược đun nóng,
áp suất tăng gấp 5 lần. Nội năng của
khí biến thiên lượng là bao nhiêu?, lấy
CN = 0,75KJ/ kg.K.
Giải: V không đổi  A = 0 
Vì quá trình đẳng tích ta có: T2 = 1500K
 Q = = 12432J
U Q
 
. .
mC T


Phương trình Menđêlêep - Clapâyron
Định luật Đan tôn

Phương trình Menđêlêep - Clapâyron
n: số mol khí ; n = ;
R: hằng số chung của chất khí
R = với P0 = 1,013.105 N/m2; T0 = 273 K ; V0µ =
22,4 lít.
R = 8,31 = 0,082 .
= nR
A
N
N
M
m

0 0
0
P V
T

J
mol.K
atm.
mol.K

Định luật Đan tôn
Áp suất của hỗn hợp khí : P = P1 + P2 + …
với P1, P2, … là áp suất riêng phần của từng loại khí có
trong hỗn hợp .
Chú ý : Mỗi lượng khí thành phần luôn chiếm toàn bộ
thể tích của bình chứa !?
Lưu ý: Quá trình đẳng áp: p = const 
A = p ΔV = nRΔT.

BÀI TẬP
Bài 1. Một bình chứa khí ở nhiệt độ 270C
và áp suất 40 atm. Hỏi khi một nửa
lượng khí thoát ra ngoài thì áp suất
của khí còn lại trong bình là bao nhiêu
nếu nhiệt độ của bình khi đó là 120 C.

BÀI TẬP
ĐS : 19 atm.
HD: Áp dụng phương trình Clapayron –
Menđêlêep lần lượt cho lượng khí trong
bình lúc đầu và lúc sau:
P1V = RT1 ; P2V = RT2 trong đó V là
thể tích của bình, M là khối lượng mol của
chất khí chứa trong bình, T1 = 300 K, T2 =
285 K, P1 = 40 atm và m2 = ta tính
được
P2 = . P1 = 19 atm.
1
m
M
2
m
M
1
m
2
2 2
1 1
m T
.
m T

BÀI TẬP
Bài 2. Một bình khí nén có khối lượng là 24 kg
(khối lượng cả vỏ bình và khí). Đồng hồ áp suất
gắn vào bình chỉ 2.10 7 Pa. Nhiệt độ của bình là
270C. Sau một thời gian sử dụng, đồng hồ áp
suất chỉ 4.106 Pa và nhiệt độ của bình là 70C,
khối lượng của cả bình khí lúc này là 20 kg .
a. Tính khối lượng khí trong bình khi chưa sử
dụng.
b. Tính thể tích của bình .
Cho biết : Khối lượng mol của khí là
hằng số R = 8,31 J/mol.K.
ĐS : a/56/11 kg  5,09 kg ; b / V  19,8.
mol
g /
32



BÀI TẬP
HD: Áp dụng phương trình Clapayron – Menđêlêep
lần lượt cho lượng khí trong bình lúc đầu và lúc
sau : P1V = RT1 ; P2V = RT2.
Kết hợp với M1 – M2 = m1 – m2 = 4 (kg).
1
m
M
2
m
M

BÀI TẬP
Bai 3:Một xi lanh có diện tích đáy S = 10 cm2, đặt
thẳng đứng, chứa không khí ở 120C. Lúc đầu
pittông nằm ở độ cao 60cm kể từ đáy xi lanh.
Nếu đặt lên pittông quả cầu m = 10 kg thì
pittông sẽ dịch xuống dưới. Không khí trong xi
lanh bị nén và nóng lên tới 270C. Tính độ dịch
chuyển của pittông biết rằng áp suất khí quyển
là P0 = 76 cmHg. Bỏ qua ma sát và khối lượng
của pittông. Lấy g = 10m/s2.
ĐS : 28,2 cm

BÀI TẬP
HD: Áp dụng phương trình trạng trái của khí lí tưởng cho lượng khí
xác định trong xi lanh lúc đầu và lúc sau. Áp suất của khí trong bình
lúc đầu P1 = P0 ; lúc sau P2 = P0 + Pm với Pm =mg/S .
L
60cm
10cm2
F=mg
P1V1T2 = P2V2T1 → V2 = P1V1T2 / P2T1 (1)
Trong đó: P1 = P0 = 76cm Hg; V1 = 60.10 = 600
cm2; T2 = 300K; T1 = 285K
P2 = P0 + Pm ; Pm là áp suất tạo ra bởi lực F=mg
tác động lên mặt thoáng S=10cm2
Ta có Pm = F/S = mg/S = (10kg.10m/s2) / 10cm2
= 100N/10cm2 ~ 10kg/10cm2 = 1kg/cm2 ~ 76cm
Hg
Thay giá trị vào (1) ta có V2 ~ 315,79 cm2
→ L = (V1 – V2)/S = (600 - 315,79)/10 ~ 28,4 cm

BÀI TẬP
Bài 4: Hai bình nối thông nhau bằng một ống nhỏ
có khóa. Trong một bình có 1,5  nitơ ở áp suất
4,0.105 N/m2, trong bình kia có 3,0  ôxi ở áp
suất 2,5.105 N/m2. Hỏi áp suất ở hai bình sẽ là
bao nhiêu khi ta mở khóa? Nhiệt độ của các khí
như nhau, không đổi. Bỏ qua dung tích của ống
so với dung tích của các bình.
ĐS : 3,0.105 N/m2.

BÀI TẬP
HD: + Áp dụng PT M - C cho các lượng khí ôxi, nitơ
lúc đầu : P1V1 = n1RT, P2V2 = n2RT
+ Sau khi mở khóa: (V1 + V2) = n1RT, (V1 +
V2) = n2RT với , là áp suất riêng phần của ôxi,
nitơ.
Áp suất của hỗn hợp khí: P =  P(V1 + V2) = (n1 +
n2)RT = P1V1 + P2V2.
Vậy: P = .
1 1 2 2
1 2
P V P V
V V



Contents
1. Các trạng thái của vật chất
2. Áp suất
3. Biến đổi năng lượng
4. Tính chất của chất khí

BG NHIETKYTHUAT.pptx

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to BG NHIETKYTHUAT.pptx

Similar to BG NHIETKYTHUAT.pptx (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

BG NHIETKYTHUAT.pptx