Trạng Thái & Quá Trình

hoctp ⮞Nhiệt kỹ thuật ⮞Một số khái niệm cơ bản ⮞Trạng thái & Quá trình

Trạng thái & Quá trình

Định đề về trạng thái

Để có thể xác định trạng thái của một hệ, ta cần bao nhiêu thông số? Câu trả lời là còn tùy thuộc vào mức độ phức tạp của hệ ấy. Trong trường hợp đơn giản nhất, hệ đồng thể, ta có định đề sau:

"Trạng thái của một hệ đồng thể được xem như xác định khi ta biết được hai thông số trạng thái cường tính độc lập của trạng thái ấy."

Trạng thái cân bằng

Trong thực tế, ta thường gặp trường hợp là thông số trạng thái không giống nhau tại các điểm khác nhau trong hệ. Điều này làm việc tính toán trở nên phức tạp. Hãy tưởng tượng ta cần tính lượng nhiệt cần cung cấp cho một mẻ tiệt trùng 1200 hộp mà 1200 hộp đó có 1200 giá trị nhiệt độ khác nhau !!

Để giải quyết khó khăn này, người ta đề xuất khái niệm "trạng thái cân bằng". Đó là trạng thái mà các thông số trạng thái cường tính của tất cả mọi điểm trong hệ đều giống nhau.

Quá trình

Quá trình là sự thay đổi trạng thái của hệ. Khi quá trình xẩy ra thì có ít nhất một thông số trạng thái của hệ thay đối.

Khi hệ thay đổi thay đổi trạng thái như thế nào để trạng thái "cuối" trùng với trạng thái "đầu", ta có quá trình kín hay chu trình.

Đồ thị trạng thái

Trong nhiệt kỹ thuât, để minh họa hay khảo sát định tính các biến đổi trong hệ một cách trực quan hơn, người ta thường sử dụng các loại đồ thị trạng thái. Đó là một hệ trục toạ độ mà các trục toạ độ được dùng để biểu diễn các thông số trạng thái. Các đồ thị thường dùng hơn cả là p-v (Hình 5); T-s .

(a) (b) p p v v A pA vA 1 2 1 2 3 4

Hình 5 Đồ thị trạng thái p-v

Trên đồ thị trạng thái, mỗi điểm biểu diễn một trạng thái cân bằng. Như vậy để xác định một điểm trên đồ thị (tương ứng với một trạng thái) ta cần có hai thông số trạng thái. Một đường cong trên đồ thị biểu diễn một quá trình. Nếu đường cong này kín, ta có một chu trình (Hình 5b).

Bằng cách quan sát đồ thị, ta có thể nhận ra những điểm đặc biệt của một trạng thái hay một quá trình, từ đó có những kết luận cần thiết. Thí dụ tất cả các điểm trên đoạn thẳng 23 trên Hình 5b đều có cùng thể tích riêng: đoạn 23 biểu diễn một quá trình đẳng tích.