Nguyên Lý Thứ Hai Của Nhiệt động Lực Học - Tài Liệu, Luận Văn

Tài liệu Nguyên lý thứ hai của nhiệt động lực học : NGUYÊN LÝ THỨ HAI CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 1. Hạn chế của nguyên lý thứ nhất 2. Qúa trình thuận nghịch và không thuận nghịch 3. Máy nhiệt và hiệu suất của động cơ nhiệt 4. Nguyên lý 2 nhiệt động lực học 5. Chu trình và định lý Carnot 6. Entropy và nguyên lý tăng entropy  Không chỉ rõ chiều của quy trình thực tiễn xảy ra.  Không nêu lên sự khác nhau trong quy trình chuyển hóa giữa công và nhiệt.  Không đề cập đến chất lượng nhiệt. Cục nước đá ( 0 0C ) Hộp KL ( 70 0C ) Hộp KL ( 40 0C ) Nước ( 40 0C )  Hệ quả 1 của nguyên lý 1 : A = – Q Quả nặng vận động và di chuyển Nước ấm lên  Hệ quả 2 của nguyên lý 1 : Q1 = – Q2 1. HẠN CHẾ CỦA NGUYÊN LÝ THƯ NHẤT  Vấn đề : Nguyên lý 1 hoàn toàn có thể dẫn đến những hệ quả trái qui luật tự nhiên  Cần bổ trợ cơ sở lý luận ( nguyên lý, định luật )  Lý do : Nguyên lý 1 chưa chỉ rõ chiều diễn biến quy trình nhiệt động  Vấn đề : có số lượng giới hạn trong quy trình đổi khác từ trạng thái này sang trạng thái khác : chỉ diễn theo một chi …

37 trang

Bạn đang đọc: Nguyên lý thứ hai của nhiệt động lực học – Tài liệu, Luận văn

| Chia sẻ : putihuynh11

| Lượt xem: 690

Xem thêm: Các nguyên tắc truyền máu cơ bản

| Lượt tải : 1

Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu Nguyên lý thứ hai của nhiệt động lực học, để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Xem thêm: Hãy giải thích sơ đồ :ADN (gen) – m ARN – protein – tính trạng .Qua sô đồ, em có kết luận gì về mối quan hệ giữa gen và tính trạng? nam 2022 | https://dvn.com.vn

NGUYÊN LÝ THỨ HAI CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 1. Hạn chế của nguyên lý thứ nhất 2. Qúa trình thuận nghịch và không thuận nghịch 3. Máy nhiệt và hiệu suất của động cơ nhiệt 4. Nguyên lý 2 nhiệt động lực học 5. Chu trình và định lý Carnot 6. Entropy và nguyên lý tăng entropy  Không chỉ rõ chiều của quy trình thực tiễn xảy ra.  Không nêu lên sự khác nhau trong quy trình chuyển hóa giữa công và nhiệt.  Không đề cập đến chất lượng nhiệt. Cục nước đá ( 0 0C ) Hộp KL ( 70 0C ) Hộp KL ( 40 0C ) Nước ( 40 0C )  Hệ quả 1 của nguyên lý 1 : A = – Q Quả nặng vận động và di chuyển Nước ấm lên  Hệ quả 2 của nguyên lý 1 : Q1 = – Q2 1. HẠN CHẾ CỦA NGUYÊN LÝ THƯ NHẤT  Vấn đề : Nguyên lý 1 hoàn toàn có thể dẫn đến những hệ quả trái qui luật tự nhiên  Cần bổ trợ cơ sở lý luận ( nguyên lý, định luật )  Lý do : Nguyên lý 1 chưa chỉ rõ chiều diễn biến quy trình nhiệt động  Vấn đề : có số lượng giới hạn trong quy trình đổi khác từ trạng thái này sang trạng thái khác : chỉ diễn theo một chiều nhất định 1. HẠN CHẾ CỦA NGUYÊN LÝ THƯ NHẤT 2. QUÁ TRÌNH THUẬN NGHỊCH VÀ KHÔNG THUẬN NGHỊCH Quá trình thuận nghịch  Quá trình đổi khác từ trạng thái A  B và không có tổn hao hay mất mát nguồn năng lượng ( có cùng trạng thái trung gian ). V P. PA PB O VA A VB B  Hệ trở lại trạng thái cân đối khởi đầu ( quy trình kín ) sau quy trình xảy ra theo chiều thuận và nghịch  xung quanh không xảy ra đổi khác nào.  Công hệ nhận được trong quy trình thuận nghịch = công hệ phân phối ra bên ngoài.  Nhiệt hệ nhận được = nhiệt hệ phân phối cho bên ngoài.  Quá trình xảy ra vô cùng chậm  hoàn toàn có thể quan sát ( lưu giữ ) được  lý tưởng. Quá trình không thuận nghịch  Quá trình biến hóa giữa 2 trạng thái A và B, khi thực thi theo chiều ngược, hệ không có cùng trạng thái trung gian như ở chiều thuận ( do có tổn hao hay mất mát nguồn năng lượng )  Công hệ nhận được trong quy trình nghịch  công hệ phân phối ra bên ngoài tron g quy trình thuận  Nhiệt hệ nhận được trong quy trình nghịch  nhiệt hệ phân phối cho bên ngoài trong quy trình thuận  Sau khi thực thi theo chiều thuận và nghịch hệ trở lại trạng thái bắt đầu ( quy trình kín )  môi trường tự nhiên xung quanh bị biến hóa. 2. QUÁ TRÌNH THUẬN NGHỊCH VÀ KHÔNG THUẬN NGHỊCH 3. MÁY NHIỆT – HIỆU SUẤT ĐỘNG CƠ NHIỆT Máy nhiệt  Thiết bị biến nhiệt thành công khai thác sự chênh lệch nhiệt độ sử dụng những ảnh hưởng tác động và tác nhân bên ngoài  Cấu trúc : + Nguồn nóng : nguồn nhiệt độ cao ( T1 ) + Nguồn lạnh : nguồn nhiệt độ thấp ( T2 ) + Tác nhân nhiệt : chất luân chuyển nhiệt Nguồn nóng ( T1 ) Nguồn lạnh ( T2 ) Động cơ nhiệt A ’ Q1 Q2 ’ Nguồn nóng ( T1 ) Nguồn lạnh ( T2 ) A Q1 ’ Q2 Động cơ nhiệt Hiệu suất máy nhiệt  Động cơ nhiệt : tỉ số giữa công sinh ra và nhiệt từ nguồn nóng máy nhận vào 1 ‘ Q A    Nguyên lý 1 :  U = U2 – U1 = A + Q  Hệ thực thi quy trình kín :  U = A + ( Q1 – Q2 ’ ) = 0 A ’ = Q1 – Q2 ’   1 2 1 21 ‘ 1 ‘ Q Q Q QQ       Máy làm lạnh : tỉ số giữa nhiệt nhận được từ nguồn lạnh với công máy nhận vào 1 ‘ 1 ‘ 2 121 22       Q QQQ Q A Q 3. MÁY NHIỆT – HIỆU SUẤT ĐỘNG CƠ NHIỆT 3. MÁY NHIỆT – HIỆU SUẤT ĐỘNG CƠ NHIỆT Nước ( lỏng ) Hơi nước ( khí ) Hơi nước co và giãn đẩy piston CĐ Công sinh ra làm quay bánh xe  Nguồn nóng ( T1 ) : Lò đốt, bình ngưng,  Tác nhân : hơi nước, khí cháy Động cơ nhiệt 3. MÁY NHIỆT – HIỆU SUẤT ĐỘNG CƠ NHIỆT Máy làm lạnh Dàn lạnh Dàn nóng Động cơ nén  Nguồn nóng ( T1 ) : bình ngưng,  Nguồn lạnh ( T2 ) : Dàn lạnh  Tác nhân : khí hóa lỏng  Carbon dioxide ( CO2 )  Chlorofluorocarbon ( CFC ) halomethane  ô nhiễm thiên nhiên và môi trường ( phá hỏng tầng ô-zôn, gây hiệu ứng nhà kính ).  Sulfur dioxide ( SO2 ) 3. MÁY NHIỆT – HIỆU SUẤT ĐỘNG CƠ NHIỆT Máy làm lạnh Động cơ nén Dàn nóng Dàn lạnh Buồng làm đá  Tủ lạnh ( refrerator )  Một tủ lạnh có hiệu suất = 45 %, với vận tốc tản nhiệt là 200 kJ / min. Nếu tủ được duy trì ở nhiệt độ 2 oC khi nhiệt độ thiên nhiên và môi trường là 27 oC ( 275 K )  hiệu suất động cơ được xác lập bằng 0.67 kW. A Q1 ’ Q2 T1 T2 3. MÁY NHIỆT – HIỆU SUẤT ĐỘNG CƠ NHIỆT  Một máy điều hòa KK duy trì nhiệt độ trong nhà ở 25 oC ( 298 K ) khi nhiệt độ thiên nhiên và môi trường là 37 oC ( 310 K )  hiệu suất động cơ được xác lập bằng 1.75 kW. A Q1 ’ Q2 T1 T2  Điều hòa KK ( air – conditioner ) Máy làm lạnh  Cần công dụng bên ngoài ( nhận nhiệt hoặc công )  môi trường tự nhiên bên ngoài biến hóa 4. NGUYÊN LÝ 2 NĐLH Phát biểu của Clausius  Nhiệt không hề tự động hóa truyền từ vật lạnh sang vật nóng hơn. Rudolf Clausius 1822 – 1888 Lạnh Nóng  Không thể triển khai được quy trình mà hiệu quả duy nhất là truyền nguồn năng lượng dưới dạng nhiệt từ vật lạnh sang vật nóng hơn. Phát biểu của Thompson-Planck Max Planck ( 1858 – 1947 ) WilliamThompson Lord Kevin ( 1824 – 1907 )  Máy nhiệt không hề đạt hiệu suất 100 %   < 100 % Máy nhiệt Nguồn nhiệt Q1 A ’ 4. NGUYÊN LÝ 2 NĐLH  Không thể triển khai một quy trình đổi khác trọn vẹn nhiệt thành công nếu nhiệt đó chỉ được nhận từ một nguồn duy nhất.  Một động cơ không hề sinh công nếu nó chỉ trao đổi nhiệt với một nguồn nhiệt duy nhất  Không thể sản xuất động cơ vĩnh cửu loại 2. 5. CHU TRÌNH VÀ ĐỊNH LÝ CARNOT Chu trình Carnot thuận nghịch Nicolas Léonard Sadi Carnot 1769 - 1832  Quá trình ( 1 )  ( 2 ) - dãn đẳng nhiệt thuận nghịch : Tác nhân nhận nhiệt Q1 từ nguồn nóng có nhiệt độ T1 và sinh công. T 1 = c o n st Q1 P V T1 = const Q1 O  Bao gồm 4 quy trình  Tác nhân là khí lý tưởng 5. CHU TRÌNH VÀ ĐỊNH LÝ CARNOT Chu trình Carnot thuận nghịch  Quá trình ( 2 )  ( 3 ) - dãn đoạn nhiệt thuận nghịch : Tác nhân sinh công và giảm nhiệt độ xuống tới nhiệt độ T2 của nguồn lạnh. T1 T2 Nicolas Léonard Sadi Carnot 1769 - 1832 P T1 = const Q1 V O 5. CHU TRÌNH VÀ ĐỊNH LÝ CARNOT Chu trình Carnot thuận nghịch Nicolas Léonard Sadi Carnot 1769 - 1832  Quá trình ( 3 )  ( 4 ) - nén đẳng nhiệt thuận nghịch : Tác nhân nhận công và tỏa nhiệt Q2 ’ cho nguồn lạnh có nhiệt độ T2. Q2 ’ T 2 = c o n st P T1 = const Q1 T2 = const Q2 ’ V O 5. CHU TRÌNH VÀ ĐỊNH LÝ CARNOT Chu trình Carnot thuận nghịch  Quá trình ( 4 )  ( 1 ) - nén đoạn nhiệt thuận nghịch : Tác nhận công và trở lại trạng thái khởi đầu. Nicolas Léonard Sadi Carnot 1769 - 1832 T1 T2 P T1 = const Q1 T2 = const Q2 ’ V O 5. CHU TRÌNH VÀ ĐỊNH LÝ CARNOT Chu trình Carnot thuận nghịch P V Q2 Q1 ’ O  Chu trình bộc lộ máy nhiệt thuận nghịch  Công sinh ra ( hoặc nhận được ) là được xác lập bằng diện tích quy hoạnh số lượng giới hạn bởi những đường cong miêu tả quy trình cân đối P V O Q1 Q2 ’ T1 = const T2 = const Nicolas Léonard Sadi Carnot 1769 - 1832 5. CHU TRÌNH VÀ ĐỊNH LÝ CARNOT Hiệu suất quy trình 1 2 11 ln V V RT m Q    Nhiệt lượng tác nhân nhận được từ nguồn nóng  Nhiệt lượng tác nhân nhả cho nguồn lạnh 3 4 222 ln ' V V RT m QQ      1 2 1 4 3 2 ln ln 1 V V T V V T     1 21 T T C      Với những quy trình đoạn nhiệt 2-3 và 4-1 1 32 1 21      VTVT 1 42 1 11      VTVT  4 3 1 2 V V V V   Hiệu suất quy trình Carnot thuận nghịch với tác nhân là khí lý tưởng chỉ phụ thuộc vào vào nhiệt độ của nguồn nóng và nguồn lạnh  Hiệu suất đc nhiệt : 1 2 ' 1 Q Q    5. CHU TRÌNH VÀ ĐỊNH LÝ CARNOT Định lý Carnot Hiệu suất của mọi động cơ nhiệt thuận nghịch chạy theo quy trình Carnot với cùng nguồn nóng và nguồn lạnh đều như nhau và không phụ thuộc vào vào tác nhân cũng như cách sản xuất.  Kết quả tựa như nếu  1C1 <  C2   C1 =  C2  Ghép 2 động cơ với nhau : I theo chiều thuận và II theo chiều nghịch  II nhận một phần công A2 ’ của I, nhận nhiệt Q22 ’ từ nguồn lạnh T2 và nhả nhiệt lượng cho nguồn nóng T1  động cơ ghép chỉ nhận nhiệt Q21 ’ - Q22 ’ < 0 của nguồn lạnh T2 duy nhất và sinh công A1 ’ - A2 ’ > 0  ĐCVC loại 2  vô lý I II Q1 Q21 ’ Q22 ’ Q1 T1 T2  Nếu  C1 >  C2  Q21 ’ A2 ’  2 động cơ nhiệt ( I và II ) thuận nghịch chạy theo quy trình Carnot có cùng nguồn nóng và nguồn lạnh   1 c1 và  c2 1 1 1 21 1 ‘ ‘ 1 Q A Q Q C     1 2 1 22 2 ‘ ‘ 1 Q A Q Q C     và  Chứng minh 5. CHU TRÌNH VÀ ĐỊNH LÝ CARNOT Định lý Carnot Hiệu suất động cơ nhiệt không thuận nghịch nhỏ hơn hiệu suất động cơ nhiệt thuận nghịch.  2 động cơ nhiệt : ( I ) thuận nghịch và II không thuận nghịch cùng nhận nhiệt Q1 từ nguồn nóng, có hiệu suất  tn và  ktn  Động cơ II không thuận nghịch  tác nhân nhả nhiệt cho nguồn lạnh + truyền nhiệt do ma sát  để có hiệu suất tối thiểu như nhau  Q22 ’ > Q21 ’  Nhưng, theo biểu thức xác lập hiệu suất 1 21 ‘ 1 Q Q tn    1 22 ‘ 1 Q Q ktn    và   ktn <  tn  Hiệu suất động cơ nhiệt chạy theo quy trình Carnot thuận nghịch là hiệu suất cực lớn.  ktn <  tn <  tn-Carnot  Chứng minh 5. CHU TRÌNH VÀ ĐỊNH LÝ CARNOT Hệ quả định lý Carnot  Hiệu suất cực lớn của động cơ nhiệt chạy theo quy trình Carnot luôn nhỏ hơn 1. 1 21 T T C      = 1 khi T2 / T1  0  T1    Không thể tạo ra nguồn nóng có nhiệt độ lớn vô tận 0 1 2  T T Luôn có : Hay :  Cmax < 1  Nhiệt không hề biến trọn vẹn thành công xuất sắc. 11 2 max ' ' 1 Q A Q Q C      A’max =  Cmax. Q1 Do :  Cmax < 1 A’max < Q1  Hiệu suất động cơ nhiệt càng lớn nếu nhiệt độ nguồn nóng ( T1 ) càng cao và nhiệt độ nguồn lạnh ( T2 ) càng thấp  nhiệt lượng nhận vào ( Q1 ) có năng lực biến thành công xuất sắc có ích ( A ’ ) lớn hơn  nguồn nhiệt lấy từ vật có T cao sẽ chất lượng hơn từ vật có T thấp. Phương pháp để tăng hiệu suất động cơ nhiệt  Động cơ phải có quy trình thao tác giống động cơ thuận nghịch sao cho hoàn toàn có thể tránh mất mát nhiệt nhận từ nguồn nóng do truyền nhiệt và ma sát.  Tăng nhiệt độ nguồn nóng cao đến mức hoàn toàn có thể và hạ nhiệt nguồn lạnh đến mức hoàn toàn có thể. Nước Hơi nước Hơi nước Turbin Máy phát Nước lạnh Nước nóng Bình ngưng Lò hơi  Phải phong cách thiết kế và sử dụng vật tư có sức bền cao cho bộ phận có nguồn nóng. 5. CHU TRÌNH CARNOT  Nhiệt độ nguồn lạnh không hề thấp hơn nhiệt độ làm lạnh có sẵn.  Nhiệt lượng lấy ở nguồn nhiệt độ cao tốt hơn nhiệt lượng lấy ở nguồn nhiệt thấp. Lưu ý :  Nếu Q2 là nhiệt, tác nhân nhận từ nguồn lạnh, khi đó, Q2 = - Q2 ’  có : 0 hay 2 2 1 1 1 1 2 2 1 2 1 2        T Q T Q T Q T Q T T Q Q  Dấu “ = ” : quy trình Carnot thuận nghịch  Dấu “ < ” : quy trình Carnot không thuận nghịch Biểu thức định lượng của nguyên lý 2 1 2 1 2 1 2 1 2 ' 1 ' 1 T T Q Q T T Q Q       Từ định lý Carnot   tn-Carnot lớn nhất, tức là : 5. CHU TRÌNH CARNOT  Mở rộng ra, khi tác nhân nhận nhiệt lượng Q1, Q2, Qn từ nhiều nguồn, có nhiệt độ, T1, T2, Tn,  hoàn toàn có thể viết được : 0   i i i T Q    0 T Q  Nếu trong quy trình, nhiệt độ của hệ biến thiên liên tục  coi hệ tiếp xúc với vô số nguồn nhiệt có nhiệt độ T vô cùng gần nhau và mỗi lần tiếp xúc hệ nhận một nhiệt lượng  Q, khi đó có : ( bất đẳng thức Clausius ) ( biểu thức định lượng của nguyên lý 2 NĐLH ) Tính chất tích phân Clausius a b  Xét hệ đổi khác từ trạng thái ( 1 )  ( 2 ) theo quy trình thuận nghịch ( 1 a2 ), sau đó lại từ trạng thái ( 2 )  ( 1 ) theo quy trình thuận nghịch ( 2 b1 ). 0 121    ba T Q 0 1221       ba T Q T Q  0 2121        ba T Q T Q Có : Hay :       2121 ba T Q T Q  chỉ nhờ vào vào những trạng thái đầu và cuối của quy trình. 5. CHU TRÌNH CARNOT 6. ENTROPY - NGUYÊN LÝ TĂNG ENTROPY Khái niệm và đặc thù Entropy  Định nghĩa : Đại lượng vật lý ( ký hiệu S ) mà độ biến thiên của nó có giá trị bằng tích phân Clausius từ trạng thái ( 1 ) đến trạng thái ( 2 ) theo một quy trình thuận nghịch.       ) 2 ( ) 1 ( 12 T Q SSS  Dạng vi phân của S : T Q dS       S S T Q SS 0 0 ( S0 = 0 ở T = 0 K )  Có giá trị xác lập tại mỗi trạng thái của hệ, và không phụ thuộc vào vào quy trình của hệ từ trạng thái này sang trạng thái khác  S là hàm trạng thái.  Có tính cộng được ( entropy của 1 hệ cân đối bằng tổng những entropy của từng phần riêng không liên quan gì đến nhau ).  Được xác lập sai kém 1 hằng số cộng :  Tính chất S :  Đơn vị : J / K  Đặc trưng định lượng cho mức độ mất trật tự ( hỗn loạn ) của một hệ nhiệt động.  Chứng minh : Xét quy trình dãn đẳng nhiệt vô cùng nhỏ của khí lý tưởng,  Cấp nhiệt dQ cho khối khí và để khối khí co và giãn tuy nhiên vẫn bảo vệ nhiệt độ T = const  quy trình có dU = 0.  Áp dụng nguyên lý 1 có : dV V nRT pdVdAdQ    ( * ) T dQ nR V dV    dQ / T có mối quan hệ với tỷ số đổi khác tương đối của thể tích ( VT của ( * ) ) : Khi bị giãn  thể tích hệ tăng lên  những phân tử khí được chuyển dời trong thể tích lớn hơn  tăng tính ngẫu nhiên vị trí  mất trật tự hơn hay, đó chính là thước đo của quy trình mất trật tự. Ý nghĩa Entropy 6. ENTROPY - NGUYÊN LÝ TĂNG ENTROPY Nguyên lý tăng Entropy Quá trình không thuận nghịch Quá trình thuận nghịch a b P. V O  Xét hệ đổi khác từ trạng thái ( 1 )  ( 2 ) theo quy trình không thuận nghịch ( 1 a2 ), sau đó lại từ trạng thái ( 2 )  ( 1 ) theo quy trình thuận nghịch ( 2 b1 ). 0 121    ba T Q   Chu trình của hệ là không thuận nghịch 0 1221       ba T Q T Q  Hay : 0 2121        ba T Q T Q S T Q T Q ba        2121   Tích phân Clausius theo một quy trình không thuận nghịch từ trạng thái ( 1 ) đến trạng thái ( 2 ) thì nhỏ hơn biến thiên entropy của hệ trong quy trình đó. 6. ENTROPY - NGUYÊN LÝ TĂNG ENTROPY Nguyên lý tăng Entropy Quá trình không thuận nghịch Quá trình thuận nghịch a b P. V O  Phát biểu : trong một hệ cô lập, nếu quy trình diễn biến thuận nghịch thì entropy của hệ không đổi và nếu quy trình diễn biến không thuận nghịch thì entropy của hệ luôn tăng (  S > 0 ).  Tổng quát :     T Q S  Dấu “ = ” : quy trình thuận nghịch  Dấu “ < ” : quy trình không thuận nghịch  Trong một hệ cô lập, những quy trình nhiệt động thực luôn luôn xảy ra theo chiều entropy tăng hay một hệ cô lập thực không hề hai lần đi qua cùng một trạng thái.  Khi entropy đạt giá trị cực lớn, nó không tăng nữa, quy trình ngừng diễn biến  hệ đạt trạng thái cân đối. 6. ENTROPY - NGUYÊN LÝ TĂNG ENTROPY Ý nghĩa nguyên lý tăng Entropy  Xét hệ cô lập gồm 2 vật ( 1 ) và ( 2 ) trao đổi nhiệt T1 và T2 với nhau. : vật ( 2 ) nhận nhiệt lượng  Q1 > 0.  Theo nguyên lý 1, vật ( 1 ) nhận nhiệt lượng :  Q1 = –  Q2 < 0.                       12 2 2 2 1 2 2 2 1 1 21 11 TT Q T Q T Q T Q T Q dSdSdS  Theo nguyên lý tăng entropy : dS > 0, do  Q2 > 0  0 11 12   TT  Hay : T1 > T2  Vật nhận nhiệt phải có nhiệt độ thấp hơn vật nhả nhiệt  nguyên lý tăng entropy chỉ rõ chiều biến thiên của quy trình.  Khi entropy đạt giá trị cực lớn : dS = 0  0 11 12   TT hay : T1 = T2  Quá trình trao đổi nhiệt két thúc khi nhiệt độ 2 vật bằng nhau. 6. ENTROPY – NGUYÊN LÝ TĂNG ENTROPY Ý nghĩa nguyên lý tăng Entropy  Xét Chu trình Carnot : nguồn lạnh nhận nhiệt lượng  Q2, nguồn nóng nhả nhiệt lượng  Q1 trải qua tác nhân.  Công triển khai trong một quy trình 21 ‘ QQA      Hiệu suất quy trình : 1 2 1 1 ‘ T T Q A C       Do quy trình thuận nghịch  entropy toàn phần ( tổng entropy S1 của nguồn nóng và tổng entropy S2 của nguồn lạnh ) của hệ = const, tức là : 0 1 1 2 2 21           T Q T Q SSS 1 1 2 2 Q T T Q     6. ENTROPY – NGUYÊN LÝ TĂNG ENTROPY Thuyết chết nhiệt  Sai lầm của thuyết  Mâu thuẫn với định luật bảo toàn và biến hóa NL – những quy trình đổi khác NL không khi nào dừng lại.  Thực nghiệm quan sát của vật lý thiên văn : có vùng có trạng thái cân đối nhiệt động  tương ứng sự suy thoái và khủng hoảng và chết của những ngôi sao 5 cánh già ; có vùng có nhiệt độ cao  có quy trình đổi khác ứng với sự giảm entropy ( thăng giáng lớn )  tương ứng sự Open những ngôi sao 5 cánh mới.  Không xét đến tác động ảnh hưởng của trường mê hoặc thiên hà  vật chất trong thiên hà tản ra ( dãn nở )  liên tục bị phân rã, tạo thành những thiên hà, sao  entropy tăng  không dẫn tới trạng thái đẳng nhiệt đồng đều.  Vũ trụ là hệ cô lập  Khi S  Smax  cân đối nhiệt  Các quá trính đổi khác dừng lại  sự sống chấm hết 6. ENTROPY – NGUYÊN LÝ TĂNG ENTROPY Mối quan hệ của hàm nội năng U với Entropy  Nguyên lý 1 NĐLH : dU =  Q +  A  Do :  A = – pdV  Nguyên lý 2 NĐLH :  Q = TdS  Nội năng : dU = TdS – pdV  U là hàm của S và V : U = U ( S, V ) dV V U dS S U dU SV                    U = const khi S = const và V = const V S U T          SV U p           6. ENTROPY – NGUYÊN LÝ TĂNG ENTROPY Tính độ biến thiên entropy của khí lý tưởng  Xét quy trình đổi khác thuận nghịch từ trạng thái 1 ( p1, V1, T1 ) sang trạng thái 2 ( p2, V2, T2 ) :     2 1 T Q S  Quá trình đoạn nhiệt (  Q = 0 ) 0 2 1      T Q S  S1 = S2  Quá trình đẳng nhiệt ( T = const ) T Q Q TT Q S         2 1 2 1 1 6. ENTROPY – NGUYÊN LÝ TĂNG ENTROPY Tính độ biến thiên entropy của khí lý tưởng  Quá trình thuận nghịch bất kể 1 2 1 2 2 1 2 1 2 1 lnln V V R m T T C m V dV R m T dT C m T Q S VV                 Từ nguyên lý 1 NĐLH :  Q = dU –  A V dV RT m dTC m Q. V       dTC m dT iRm dU V     2 V dV RT m dV V RTm pdVA          và Do R = Cp – CV và từ phương trình trạng thái khí lý tưởng, có : mR pV T   1 2 1 2 lnln V V C m P P C m S pV       6. ENTROPY – NGUYÊN LÝ TĂNG ENTROPY Tính độ biến thiên entropy của khí lý tưởng  Quá trình đẳng áp ( P = const ) : 1 2 ln V V C m S p     Quá trình đẳng tích ( V = const ) : 1 2 ln P P C m S V    Tính nhiệt lượng bằng đồ thị entropy STSSTTdSQQ          ) ( 2 1 12 2 1  S T T O S1 dS 1 S2 2 S T T1 O S1 1 S2 2 6. ENTROPY – NGUYÊN LÝ TĂNG ENTROPY 37 Những nội dung cần quan tâm 3. Chu trình Carnot thuận nghịch ( khái niệm, đồ thị diễn đạt quy trình và biểu thức tính hiệu suất của động cơ hoạt động giải trí theo quy trình này ). 2. Nguyên lý 2 NĐLH ( 2 cách phát biểu của Clausius và Thompson ) và hệ quả. 1. Hạn chế của nguyên lý 1 NĐLH. 6. Entropy : Định nghĩa, những đặc thù và ý nghĩa. 4. Nội dung định lý Carnot và chiêu thức tăng hiệu suất những động cơ nhiệt. 7. Nguyên lý tăng entropy : Nội dung và ý nghĩa. 5. Tích phân Clausius, biểu thức định lượng của nguyên lý 2 NĐLH, đặc thù tích phân Clausius . Các file đính kèm theo tài liệu này :

• 3_nguyen_ly_2_ndh_2394_1992416.pdf