Chương 1: Một số khái niệm cơ bản và PTTT của vật chất ở thể khí Trang 20 đúng với quá trình thuận nghịch và các qúa trình đó đều là những quá trình đã được lý tưởng hóa. Nhiệt động lực học nghiên cứu sự biến đổi năng lượng trong quá trình chuân cân bằng tức là những quá trình thuận nghịch. Những quá trình này được gọi chung là quá trình nhiệt động lực học. Quá trình không thuận nghịch nếu như hệ thống và môi trường không duy trì được trạng thái ban đầu của nó sau khi quá trình diễn ra.
Tat cả các quá trình diễn ra trong thực tế đều là quá trình không thuận nghịch vì các trạng thái trung gian không thể thỏa mãn điều kiện cân bằng như đã nói. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA VẬT CHÁT Ở THẺ KHÍ Phương trình trạng thái của khí lý tưởng: > Đối với khối khí có khối lượng lkg, ta có: pv=RT > Đối với khối khí có khối lượng là G kg, thể tích V (m) thì ta có: Gpv = GRT Hay pV=GRT > Đối với Ikmol (ukg) khí lý tưởng, ta có: pVYụ = Ru.T Trong đó: -_ v: thể tích riêng, m3/kg - R: Hang số chất khí (R= = = a J/kg.K) uw: phân tử lượng của môi chat, ukg goi là Ikilomol Ry: hang số phổ biến của môi chất, tất cả khí lý tưởng đều có R„=8314 J/kmol.K) T: nhiệt độ tuyệt đối, K p: áp suất tuyệt đối, N/m? V: thể tích của môi chất ; m° Vụ: thể tích của 1 kilomol môi chất, thay đổi theo trạng thái, ở điều kiện tiêu chuẩn (p=760mmHg và t=0°C), tất cả khí lý tưởng đều có thể tích bằng 22,4m, nghĩa là: Vụ=22,4m?/kmol Chú ý: Các phương trình trên viết cho khí lý tưởng ở trạng thái cân bằng, với khí thực hoặc trạng thái không cân bằng sẽ có sai số, tùy theo yêu cầu về độ chính xác của bài tính mà xét cho phép sử dụng hay không Chương 1: Một số khái niệm cơ bản và PTTT của vật chất ở thể khí Trang 21 + TÓM TẮT CHƯƠNG 1 Trong chương này, một số nội dung chính được giới thiệu: - Thông số trạng thái: nhiệt độ, áp suất, thê tích riêng, khối lượng riêng, các quá trình nhiệt động, hằng số khí lý tưởng. - Phương trình trạng thái của khí lý tưởng: ¢ CAU HOI VA TINH HUỐNG THẢO LUẬN CHƯƠNG 1 Câu 1. Em hãy trình bày đối tượng nghiên cứu của nhiệt động học kỹ thuật? Câu 2.
Có những hệ nhiệt động nào? Hãy trình bày từng hệ nhiệt động. Trình bày các tính chất của các thông số trạng thái? Câu 4. Mô tả các quá trình nhiệt động? Viết phương trình trạng thái của vật chất ở thể khí? Giải thích các thông số. Tác nhân làm lạnh Freon sau khi đi qua van tiết lưu số 1 sẽ giãn nở, giảm nhiệt độ rồi đi đến thiết bị bốc hơi số 2.
Ở đây, nó sẽ nhận nhiệt từ nguồn lạnh và hóa thành hơi, sau đó tiếp tục đi qua máy nén số 3, ở đây máy nén sẽ nhận công từ bên ngoài dé nén chất môi giới đến 1 áp suất và nhiệt độ nào đó. Ở thiết bị ngưng tụ số 4, chất môi giới sẽ nhả nhiệt cho nguồn nóng và ngưng tụ. Sau đó tiếp tục đi vào van tiết lưu đề thực hiện chu trình mới. Chất môi giới của hệ nhiệt động? b.
Nguồn nhiệt sử dụng trong hệ nhiệt động? c. Loại hệ nhiệt động? d. Loại máy nhiệt? Câu 6. Máy nén | cung cấp không khí cho buồng đốt 2, nhiên liệu lỏng nhờ bơm dầu bơm qua vòi phun vào buồng đốt.
Quá trình cháy trong buồng đốt 2 là quá trình đẳng áp. Sản phẩm cháy từ buồng đốt được giãn nở đoạn nhiệt qua ống tăng tốc rồi đi vào tuabin cánh động số 3. Ở đây động năng biến thành cơ năng và làm quay trục tuabin. Chất môi giới trong hệ thống? b.
Loại hệ nhiệt động? c. Các nguồn nhiệt mà hệ thống hoạt động? Câu 7. Hãy đôi 0°C, 100°C ra độ Kenvin, Farenheit va Rankine? Câu 8. Áp suất dư trong lò hơi là 0,3at, chỉ số baromet là 725 mmHg.
Áp suất dư trong lò hơi sẽ thay đối ra sao nếu baromet nâng lên 785 mmHg. Khi tính toán coi áp suất tuyệt đối trong lò hơi không đổi và nhiệt độ ngoài trời là 0°C. Chương 1: Một số khái niệm cơ bản và PTTT của vật chất ở thể khí Trang 22 Câu 9. Xác định áp suất tuyệt đối của khí trong bình nếu manomet của nó bằng 500mmHg va áp suât khí trời băng 750mmHg, nhiệt độ không khí tại chỗ đặt dụng cụ đo là 0°.
Xác định áp suất tuyệt đối trong bình ngưng của tuabin hơi nếu chỉ số của chân không kê trong bình ngưng băng 705mmHg và chỉ sô baromet băng 747mmHg, nhiệt độ không khí tại chỗ đặt dung cu do 1a 0°C. Xác định thể tích riêng, khối lượng riêng của khí Na ở điều kiện tiêu chuẩn vật lý và ở điêu kiện áp suât dư 0,2 at, nhiệt độ 127°C. Biêt áp suât khí quyên là 760mmHg. Xác định thê tích của 2kg khí Oa ở áp suất 4,157 bar, nhiệt độ 47°C.
Xác định khối lượng của 2m khí O› ở áp suất 4,157 bar, nhiệt độ 47°C Câu 14. 1kg không khí khô có thành phần khối lượng của N› là 76,8%, của Oa là 23,2%. Hãy xác định thành phần thẻ tích, hằng số chất khí, phân tử lượng trung bình của hỗn hợp? Câu 15. Hỗn hợp khí gồm O¿ và Hs có thành phần thể tích lần lượt là 30%, và 70%.
Xác định hằng số chất khí của hỗn hợp, thành phần khối lượng và phân áp suất của khí thành phần nếu biết áp suất của hỗn hợp là p=lbar Câu 16. Một hỗn hợp có thành phần khối lượng của N; là 60%, của CO; là 40%. Xác định hằng số chất khí, thể tích riêng của hỗn hợp ở điều kiện tiêu chuẩn (po=760mmHg, to=0°C) Câu 17. Thành phân thể tích của sản pham chdy 1a CO2=12,3%, O2=7,2%, No=80,5%.
Hãy xác định phân tử lượng, hãng sô chât khí, thê tích riêng và khôi lượng riêng của hôn hợp ở áp suât 1bar và nhiệt độ bang 800°C? Câu 18. Khối lượng riêng của khí trong bình sẽ giảm đi mấy lần nếu nhiệt độ của khí không đổi nhưng chỉ sô của áp suất dư ở trạng thái đầu là 17at, còn trạng thái cuối là 2at. Biết áp suất khí trời bằng 735,6mmHg Câu 19. Trong xilanh kín ở giữa đặt I pittong có thể chuyển động không ma sát.
Bên phải xi lanh chứa Ikg khí Ha còn phía trái chứa Ikg khí cacbonic. Hãy xác định tỷ số thê tích của 2 chât khí khi cân băng. Khí khói trong buồng đốt lửa lò hơi được làm lạnh từ 1200°C đến 250°C. Hoi thể tích của khí khói sẽ giảm đi mấy lần nếu áp suất của nó ở đầu và cuối đường ra là như nhau.
Trong xilanh có pittong chuyên động chứa khí lý tưởng với áp suất dư 0,198 bar. Hỏi thể tích khí tăng lên mây lần nêu ta dịch chuyển pittong sao cho độ chân không trong đó là 600mmHg. Biết rằng áp suất khí trời đo bằng chiều cao cột thủy ngân quy về 0°C là 780mmHg Câu 22. Hãy xác định thể tích riêng, khối lượng riêng của khí Ñ› ở điều kiện tiêu chuân và ở điêu kiện có áp suât dư 0,2at và nhiệt độ là 127°C.
Biệt áp suât khí trời là 780mmHg 6 0°C Câu 23. Tìm áp suất của hỗn hợp nếu khối lượng của nó G=20kg, V=4mỶ, t=100°C và thành phân thê tích của hôn hợp 14 ro2=0,4; rco2z=0,6 Chương 1: Một số khái niệm cơ bản và PTTT của vật chất ở thể khí Trang 23 Câu 24. Thành phần khối lượng của sản phẩm cháy là H;=l,5%; CO;=10%; CO=88,5%. Xác định thành phần thé tích, khối lượng riêng và thẻ tích riêng của hỗn hợp khi p=1,96 bar va t=100°C Câu 25.
Tính thé tích của 3kg hỗn hợp khí, biết thành phần khối lượng của chúng là g02=0,4; gn2= 0,2; gco2=0,4; nhiét dd cua hỗn hop t= 50°C, áp suât dư là 600mmHg và áp suât khí trời là 760mmHg (ở 0°C) Câu 26. Xác định khối lượng của 4m hỗn hợp khí có thành phần thể tích như sau: Toa=0,4; rna=0,2; rco›=0. Nhiệt độ của hỗn hợp khí t=50°C, áp suât dư 0,4at. Áp suất khí trời 700mmHg (ở 0°C) Câu 27.
Một bình kín thê tích 100 lít, chứa 58,2g khí lý tưởng. Áp kế gắn trên nắp bình chỉ độ chân không 420 mmHg, nhiệt độ khí trung bình là 27°C, áp suất khí quyên 760mmHg. Xác định khí trong bình là khí gì. Một bình có thể tích 0,5m, chứa không khí ở áp suất dư 2 bar, nhiệt độ 20°C.
Lượng không khí cần thoát ra khỏi bình là bao nhiêu để áp suất trong bình có độ chân không 420mmHg, trong điều kiện nhiệt độ trong bình xem như không đổi. Biết áp suất khí quyên 768 mmHg Câu 29. Một bình kín thẻ tích 200 lít chứa 0,2 kg khí Na, áp suất khí quyền 1a 1 bar a. Nếu nhiệt độ trong bình là 7°C, xác định chỉ số áp kế (chân không kế) gắn trên nắp bình.
Nếu nhiệt độ trong bình là 127°C, xác định chỉ số áp kế gắn trên nắp bình. Chương 1: Một số khái niệm cơ bản và PTTT của vật chất ở thể khí Trang 24 CHƯƠNG 2: ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ I. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH NHIỆT VÀ CÔNG * GIỚI THIỆU CHƯƠNG 2 Chương 2 là chương giới thiệu định luật nhiệt động I, giới thiệu các phương pháp tính nhiệt lượng và công trong quá trình nhiệt động để người học có được kiến thức và kỹ năng thực hành phân tích các quá trình nhiệt động và làm các bài tập nhiệt động. %* MỤC TIỂU CỦA CHƯƠNG 2 Sau khi học xong chương này, người học có khả năng: > Về kiến thức - _ Trình bảy được khái nệm về nhiệt và công.
- _ Trình bày được định luật nhiệt động 1, cdc quá trình đẳng tích, đẳng áp, đẳng nhiệt và các quá trình đa biến > Về kỹ năng - Ap dung được các công thức tính nhiệt lượng và công vào giải các bài tập. > Về năng lực tự chủ và trách nhiệm - _ Rèn luyện tính can than, chịu khó, khả năng làm việc theo nhóm. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP CHƯƠNG 2 *. eo -_ Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, van đáp, dạy học theo van dé); yêu cau người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập chương 2 (cá nhân hoặc nhóm).
-_ Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (chương 2) trước buổi học; hoàn thành đây đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống chương 2 theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định.