Câu 1: Trình bày các khái niệm, ký hiệu và đơn vị đo của năng lượng, nhiệt và công.
a) Năng lượng
- Mức độ chuyển động và dự trữ chuyển động của vật chất nói chung được gọi là năng lượng.
b) Nhiệt
- Nhiệt là lượng năng lượng được truyền đi bằng phương pháp vi mô không trật tự
- q(kJ/kg): Nhiệt lượng nhận vào hoặc thải ra ứng với vật có khối lượng 1kg
Q(kJ): Nhiệt lượng nhận vào hoặc thải ra ứng với vật có khối lượng bất kỳ
c) Công
- Công là lượng năng lượng được truyền đi bằng phương pháp vĩ mô có trật tự
- l(kJ/kg): Công sinh ra hoặc nhận vào bởi vật có khối lượng 1kg
L(kJ): Công sinh ra hoặc nhận vào bởi vật có khối lượng bất kỳ
-------------------------------------------
Câu 2: Khái niệm hệ nhiệt động
- Khi nghiên cứu tính chất nhiệt động của hiện tượng nào đó người ta có thể lấy một nhóm vật, một vật hoặc một phần của vật mà ở đó hiện tượng cần nghiên cứu xảy ra làm đối tượng nghiên cứu gọi là hệ nhiệt động.
- Hệ nhiệt động được phân ra làm các loại
+ Hệ kín (số hạt không đổi): Là hệ trong đó trọng tâm của hệ không chuyển động (vĩ mô) hoặc chuyển động với tốc độ nhỏ mà ta hoàn toàn bỏ qua động năng của nó.
+ Hệ hở (số hạt thay đổi): Là hệ trong đó trọng tâm của hệ có chuyển động (vĩ mô), khối lượng của hệ thay đổi, môi chất đi qua bề mặt ranh giới giữa hệ và môi trường.
+ Hệ đoạn nhiệt: Là hệ không trao đổi nhiệt với môi trường
+ Hệ cô lập: Là hệ không trao đổi nhiệt và công với môi trường
-------------------------------------------
Câu 3: Khái niệm chất công tác, các thông số trạng thái cơ bản của chất công tác
a) Chất công tác: Để thực hiện quá trình biến đổi giữa nhiệt và công trong các máy nhiệt người ta dùng chất công tác.
b) Các thông số trạng thái của chất công tác
- Thể tích riêng: Là thể tích của một đơn vị khối lượng chất công tác
v = V/G (m^3/kg)
G: khối lượng chất công tác
V: thể tích chất công tác
- Áp suất: Là lực tác dụng của các phần tử theo phương pháp tuyến lên một đơn vị diện tích thành bình chứa khí hoặc chất lỏng đó.
p = F/S (N/m^2)
F: lực tác dụng của các phần tử chất lỏng hoặc khí
S: diện tích thành bình
- Nhiệt độ: là mức đo trạng thái nhiệt (nóng, lạnh) của vật.
T = m.w^2/3k
m: khối lượng của một phần tử
: vận tốc trung bình của các phần tử
k = 1,3805.10^-23 , J/độ là hằng số Boltzman
-----------------------------------------
Câu 4: Viết phương trình trạng thái của chất công tác (khí thực và khí lý tưởng), giải thích các đại lượng.
a) Khí thực
(p+a/v.v)(v-b) = RT
a,b: là hệ số điều chỉnh cho áp suất và thể tích
b) Khí lý tưởng
- Phương trình trạng thái là pt liên hệ giữa các thông số trạng thái với nhau.
Pttt của 1kg khí lý tưởng
pv = RT
Pttt của khối khí có khối lượng G kg
pV = GRT
V = vG là thể tích của G kg khí lý tưởng
R là hằng số khí của 1kg khí, J/kg 0K
---------------------------------------------
Câu 5: Khái niệm khí lý tưởng, khí thực và sự khác nhau hai khí này
- Khí thực: là khí bao gồm các nguyên tử, phân tử giữa chúng có lực t/d tương hỗ và có thể tích bản thân xác định
- Khí lý tưởng: là khí bao gồm các nguyên tử, phân tử giữa chúng ko có lực tương tác, ko có thể tích bản thân, khoảng cách giữa chúng rất xa nhau, chúng chỉ là những chất điểm mang khối lượng chuyển động.
- Sự khác nhau
+ Lực tương tác giữa các nguyên tử: Với khí lý tưởng ko có lực tương tác giữa các phân tử (F=0), với khí thực có lực t/d tương hỗ giữa các phân tử (F≠0) và lực này là hàm phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó có khoảng cách r giữa các phân tử.
+ Độ nén (Z): Z = pv/RT, với khí lý tưởng Z =1,với khí thực Z≠1 và phụ thuộc vào p,T và tính chất vật lý của khí đó.
+ Nhiệt dung riêng, nội năng và entanpi: Nhiệt dung riêng của khí lý tưởng là 1 hằng số chỉ phụ thuộc vào bản chất của chất khí (cấu tạo nguyên tử), với khí thực ngoài sự phụ thuộc vào bản chất của chất khí nó còn phụ thuộc vào p,T của chất khí đó. Nội năng và entanpi của khí lý tưởng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của khí đó, với khí thực nó vừa phụ thuộc vào nhiệt độ vừa phụ thuộc vào p,v của chất khí.
+ Sự chuyển pha: Khí lý tưởng khi nén ko có sự chuyển pha nghĩa là khí lý tưởng ko có pha lỏng hoặc pha rắn. Khí thực có sự chuyển pha, ở điều kiện nhất định khí thực có thể ở một trong 3 pha là rắn, lỏng, khí hay tồn tại 2 pha hoặc 3 pha với nhau.
