Bài giảng Nhiệt động lực học kỹ thuật - Chương 2: Định luật nhiệt động thứ nhất - Nguyễn Thị Minh Trinh

1MÔN HỌC:
NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC KỸ THUẬT
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
2CHƢƠNG 2:
ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ NHẤT
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
3Chƣơng 2 Công
1. CÔNG
Trong hệ thống kín Trong hệ thống hở
Công thay đổi
thể tích
Công lưu động + 
công kỹ thuật
Công không phải là 
thông số trạng tháiChú ý
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
4Công thay đổi thể tích
dV
dx
p
f
x
V
2
1
V
1
x
2
1 V2
p
2
p
1
V
1
2
p
1
p
p
1
2V V
2
a
b
c 
2
1
tt dv.pw
- Khi G = 1 kg:
2
1
tt pdvGW
- Khi G ≠ 1 kg:
Chƣơng 2 Công
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
5Chƣơng 2 Công
Công lưu động 
1 2

1
p
1
G
v
1 F1

2
p
2
v
2 F2
const
v
F
G 

- Khi G = 1 kg:
2
1
đl pvdw
- Khi G ≠ 1 kg:
2
1
đl pvdGW
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
6Chƣơng 2 Công
Công kỹ thuật 
- Khi G = 1 kg:
pvdw
2
1
kt 
- Khi G ≠ 1 kg:
2
1
kt vdpGW
Van naïp
Van thaûi
ÑCT a
2
V
1
p
w
kt
p
2
2
ÑCD
1
V V
1
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
7Chƣơng 2 Công
Quy ước dấu của công 
 Hệ thống sinh công: W > 0
 Hệ thống nhận công: W < 0
W = 
Ví dụ:
 Khảo sát một hệ thống nhiệt
động ban đầu có p1, t1, V1.
Sau khi cho hệ thống tiến
hành một quá trình thì ta nhận
được một công là 500 kJ, 
500 kJ 
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
82. NHIỆT LƢỢNG
 Là lượng năng lượng đi xuyên qua bề mặt ranh
giới khi giữa chất môi giới và môi trường có sự
chênh lệch nhiệt độ.
Chƣơng 2 Nhiệt lƣợng
Nhiệt lượng 
không phải là 
thông số trạng thái
Chú ý
 Hệ thống nhận nhiệt: Q > 0
 Hệ thống nhả nhiệt: Q < 0
Quy ước dấu:
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
9Xác định nhiệt lượng theo độ biến thiên entropy 
Chƣơng 2 Nhiệt lƣợng
Theo định nghĩa entropy:
T
q
ds

 Tdsq 
 Nhiệt lượng trao đổi trong một quá trình hữu hạn
từ 1 đến 2 ứng với 1 kg chất môi giới:
2
1
ds.Tq 12 ssTq , kJ/kg
Chỉ áp dụng công thức này để tính 
nhiệt lượng cho quá trình thuận nghịchChú ý
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
10
Chƣơng 2 Nhiệt lƣợng
Xác định nhiệt lượng theo nhiệt dung riêng 
Trong đó: c – Nhiệt dung riêng của chất môi giới
Nhiệt dung 
riêng là gì???
Làm sao xác 
định đây???
 Nhiệt lượng trao đổi trong một quá trình khi có
sự thay đổi nhiệt độ:
dT.cq  12 TTcq 
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
11
Nhiệt dung riêng
 Là nhiệt lượng cần thiết để làm cho một đơn vị chất 
môi giới biến đổi 1 độ theo một quá trình nào đó.
Chƣơng 2 Nhiệt lƣợng
 Có các loại nhiệt dung riêng sau:
 Nhiệt dung riêng khối lượng đẳng tích: cv
 Nhiệt dung riêng khối lượng đẳng áp: cp
 Nhiệt dung riêng thể tích đẳng tích: c’v
 Nhiệt dung riêng thể tích đẳng áp: c’p
 Nhiệt dung riêng kmol đẳng tích: cv
 Nhiệt dung riêng kmol đẳng áp: cp
, kJ/kgK
, kJ/kgK
, kJ/kmolK
, kJ/m3K
, kJ/m3K
, kJ/kmolK
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
12
Chƣơng 2 Nhiệt lƣợng
Nhiệt dung riêng (tt)
Quan hệ giữa các loại nhiệt dung riêng:
vvv c.4,22cc   ppp c.4,22cc  
v
p
c
c
k 
1,28637,729,397
Khí 3 nguyên tử 
trở lên
1,429,320,975Khí 2 nguyên tử
1,66720,912,653Khí 1 nguyên tử
cpcvcpcv
kJ/kmolKkcal/kmolK
Khí lý tưởng
Bảng nhiệt dung riêng của chất khí:
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
13
Chƣơng 2 Nhiệt lƣợng
Nhiệt dung riêng của hỗn hợp khí lý tưởng
in21hh v
n
1i
ivnv2v1v cgcg...cgcgc 
in21hh p
n
1i
ipnp2p1p cgcg...cgcgc 
, kJ/kgK
, kJ/kgK
hh
hh
v
p
hh
c
c
k 
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
14
Chƣơng 2 Định luật nhiệt động thứ nhất
3. ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ NHẤT
 Đây là định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng
trong phạm vị nhiệt động.
- Khi G ≠ 1 kg:
kt
tt
WIQ
WUQ
- Khi G = 1 kg:
kt
tt
wiq
wuq
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
15
Chƣơng 2 Định luật nhiệt động thứ nhất
3. ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ NHẤT (tt)
- Viết dưới dạng vô cùng bé:
vdpdiq
pdvduq
 
 
- Viết cho khí lý tưởng:
vdpdTcq
pdvdTcq
p
v
 
 
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM
16
Hết chƣơng 2
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM