Định hướng giải bài tập chương nhiệt học

1.1. Kiến thức cơ bản:
- Dạng này là dạng ứng dụng định luật thứ nhất nhiệt động lực học để giải các bài 
toán về nhiêt. Nhìn chung các bài toán này chủ yếu xoay quanh ba đại lượng là nhiệt, 
công và độ biến thiên nội năng. Do đó cần phải nắm vững các công thức tính của ba 
đại lượng này trong các trường hợp đặc biệt như đẳng áp, đẳng tích, đẳng nhiệt hay 
đoạn nhiệt. 
- Bên cạnh đó thì phải nhớ công thức về phương trình trạng thái khí tưởng  công 
thức này được sử đụng cực kì nhiều trong quá trình biến đổi. Phương trình trạng thái 
khí lí tưởng có dạng như sau
pdf 50 trang thamphan 02/01/2023 80
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Định hướng giải bài tập chương nhiệt học", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

File đính kèm:

  • pdfdinh_huong_giai_bai_tap_chuong_nhiet_hoc.pdf

Nội dung text: Định hướng giải bài tập chương nhiệt học

  1. 23 Trần Thiên Đức – ductt111.com – ductt111@gmail.com * Nhận xét: Bài toán đã cho đồ thị quá trình tốt nhất là nên phân tích từng quá trình và thiết lập phương trình trạng thái cho từng quá trình: • Quá trình AB: giãn nở đẳng nhiệt T = const trạng thái A(pA, V1, T1), trạng thái B(pB, V2, T1). • Quá trình BC: làm lạnh đẳng tích V = const trạng thái B(pB, V1, T1), trạng thái C(pC, V2, T2). • Quá trình CD: nén đẳng nhiệt T = const trạng thái C(pC, V2, T2), trạng thái D(pD, V1, T2). • Quá trình DA: đốt nóng đẳng tích V = const trạng thái D(pD, V1, T2), trạng thái A(pA, V1, T1). * Giải: - Sau khi phân tích bài toán ta thấy, câu a quá ngon, chỉ cần từ quá trình AB và CD là chứng minh được ngay: - Để tính công của chu trình ta để ý, công trong các quá trình đẳng tích là bằng 0, nên công thực tế ở đây sẽ là công sinh ra trong quá trình đẳng nhiệt AB và CD. - Tiếp theo tính nhiệt trong cả chu trình. Sau khi thực hiện một chu trình hệ quay lại trạng thái ban đầu do nội năng là một hàm trạng thái nên nếu nó quay lại trạng thái đầu thì có nghĩa là biến thiên nội năng bằng không. Theo định luật 1 ta có: ∆ Bài 8.31: Một khối khí thực hiện một chu trình như hình vẽ dưới, trong đó 1-2 và 3- 4 là hai quá trình đẳng nhiệt ứng với các nhiệt độ T1 và T2, 2-3 và 3-4 là các quá trình đoạn nhiệt. Cho V1 = 2 l,V2 = 5 l, V3 = 8 l, p1 = 7at, T1 = 400 K. Tìm: a. p2 , p3 , p4 ,V4 ,T2 b. Công khí thực hiện trong từng quá trình và trong toàn chu trình. c. Nhiệt mà khối khí nhận được hay tỏa ra trong từng quá trình đẳng nhiệt. DNK - 2014 23
  2. 25 Trần Thiên Đức – ductt111.com – ductt111@gmail.com 2 72.8 5 • Áp suất p3: từ qt 2-3 ta có: . 5 2.8 1.45 8 • Áp suất p4: từ quá trình 3-4, 4-1 ta có: o → o o p3 đã được xác định ở trên muốn tìm p4 thì chỉ việc khử V4 là xong. Ta có: → . . 2 7 → . 3.6 8 1.45 Công nhận quả p4 tính kinh thật. • Thể tích V4: biết p4 rồi thì thể tích quá đơn giản. Từ qt 3-4 ta có: 1.45 8 3.2 3.6 • Nhiệt độ T2: từ quá trình 2-3 ta có: . 5 400 331 8 Câu b: Công thực hiện trên từng quá trình: • Quá trình 1-2: đẳng nhiệt 5 79.810 20.001 2 • Quá trình 2-3: đoạn nhiệt ∆ 1 1 1.45 9.8 10 8 0.001 2.8 9.8 10 5 0.001 1.4 1 • Quá trình 3-4: đẳng nhiệt DNK - 2014 25
  3. 1 Trần Thiên Đức – ductt111.com – ductt111@gmail.com CHƯƠNG 9: NGUYÊN LÝ THỨ HAI NHIỆT ĐỘNG HỌC DẠNG 1: MÁY NHIỆT 1.1. Kiến thức cơ bản: a. Máy nhiệt - Máy nhiệt là thiết bị nhận nhiệt từ nguồn nóng, sau đó quay tay một chu trình rồi chuyển hóa một phần nhiệt nhận được từ nguồn nóng thành công, còn phần còn lại thì thải ra toilet, tức là nguồn lạnh. - Thông thường máy nhiệt sẽ chứa chất sinh công (không khác gì cò mồi), chất này sẽ nhận nhiệt rồi chuyển hóa một phần nhiệt thành công, phần còn lại truyền nốt cho nguồn lạnh. Chúng ta có thể thấy trong động cơ hơi nước thì hơi nước đóng vai trò là chất sinh công. Nó nhận nhiệt từ nguồn nóng và bốc hơi, hơi này sẽ làm quay động cơ, khi gặp nguồn lạnh nó truyền nốt phần nhiệt còn thừa rồi trở lại trạng thái nước rồi rơi tõm vào tay thằng nguồn nóng. Nói chung số phận hẩm hiu hết qua tay anh nguồn nóng rồi qua tay anh nguồn lạnh tàn một đời hoa. - Một đặc điểm cần chú ý chính là máy nhiệt thì hoạt động theo chu trình nên cứ sau một chu trình thì nó lại quay về trạng thái ban đầu độ biến thiên nội năng bằng 0 nhiệt mà hệ nhận được đã chuyển hoàn toàn thành công. - Như vậy công mà máy nhiệt sinh ra thì bằng tổng năng lượng bị hấp thụ bởi máy nhiệt nên ta có: || || - Nếu chất sinh công là khí thì sau một chu trình kín, thì phần diện tích bao bọc bởi đường chu trình đó chính là công sinh ra bởi máy nhiệt. Cái này nghe thì khó hiểu vcđ, nhưng thực sự là chúng ta đều đã biết từ hồi học cấp 3 chỉ có điều là ko biết ứng dụng. Đó chính là phần ứng dụng tích phân để tính giới hạn bởi hai đồ thị hàm số. Ở đây hàm thứ nhất ứng với công lượt đi, hàm thứ hai ứng với công lượt về. Lấy công lượt đi cộng đi công lượt về là ra công thức tính diện tích thôi. DNK - 2014 1
  4. 3 Trần Thiên Đức – ductt111.com – ductt111@gmail.com nhiệt từ nguồn lạnh sang nguồn nóng được gọi là bơm nhiệt hay còn gọi máy lạnh. - Giờ nghiên cứu tí hoạt động của máy điều hòa. Ai cũng dùng mà cuối cùng chả biết nguyên lí làm việc thế nào. Do đó, là sinh viên nhất là sinh viên bk thì phải biết và hiểu nó để còn bốc phét chém gió với gấu. Cứ tưởng tưởng qua nhà gấu thấy điều hòa trục trặc, rồi kt và phán vài ba câu chuyên môn thì phụ huynh thần tượng luôn đấy chứ cái lợi của học vê lờ đó. Giờ để ý vào hình vẽ bên. Đối với máy điều hòa thì phải có chất làm lạnh (dạng khí hoặc lỏng tùy theo từng thời điểm chất này đóng vai trò như cầu nối để chuyển nhiệt từ nguồn lạnh sang nguồn nóng. Bất cứ một máy điều hòa nào cũng có một bộ phận rất quan trọng có tên là bộ nén khí (compressor) dùng để nén và bơm khí làm lạnh. Quá trình nén khí sẽ làm tăng nhiệt của nó và lượng nhiệt này sẽ được xử lý bằng cách cho khí này đi qua bộ phận ngưng tụ bộ phận này có tác dụng hấp thụ lượng nhiệt dư thừa. Thực ra nghe tên thì oai như cóc chứ cấu tạo thì đơn giản chỉ là một giàn ống dẫn khí, bên ngoài có gắn quạt để thổi không khí qua giàn ống này. Không khí sẽ lấy nhiệt dư thừa của dàn ống và mang ra đi. Kết quả là khí sau khi bị mất nhiệt thì nó sẽ bị ngưng tụ và chuyển thành thể lỏng rồi đưa đến tập trung xếp hàng ở trước cửa nhà anh van giãn nở (ko biết dịch thế này đúng chuẩn chưa, tiếng anh là expansion valve). Thực ra cái van này giống đóng vai trò giống van điều tiết áp suất. Một bên van là chất làm lạnh ở trạng thái lỏng có áp suất cao, bên kia là chất làm lạnh ở trạng thái hơi. Van này được kết nối với một cảm biến nhiệt độ của phòng để đóng mở. Khi nhiệt độ phòng cao hơn nhiệt độ setup thì van này sẽ mở và xả một lượng chất làm lạnh ở trạng thái lỏng qua. Quá trình xả dẫn đến thể tích của chất làm lạnh tăng đột ngột, áp suất giảm mạnh kéo theo nhiệt độ của chất làm lạnh giảm dã man. Chất làm lạnh lúc này ở dạng hơi sẽ được đưa qua hệ thống bốc hơi. Bằng cách lấy không khí trong phòng thổi qua hệ thống này, không khí sẽ bị mất nhiệt trước khi thổi lại vào phòng và khiến phòng chúng ta mát đi. Kết thúc của quá trình này, chất làm lạnh sẽ lại được đưa vào bộ nén để bắt đầu một chu trình mới. c. Chu trình Carno DNK - 2014 3
  5. 5 Trần Thiên Đức – ductt111.com – ductt111@gmail.com | | | | || || 1.1. Bài tập ví dụ: Bài 9.1: Một máy hơi nước có công suất 14,7kW, tiêu thụ 8,1kg than trong một giờ. Năng suất tỏa nhiệt của than là 7800 kcal/kg. Nhiệt độ của nguồn nóng 200oC, nhiệt độ của nguồn lạnh là 580C. Tìm hiệu suất thực tế của máy. So sánh hiệu suất đó với hiệu suất lý tưởng của máy nhiệt làm việc theo chu trình Carno với những nguồn nhiệt kể trên. * Nhận xét: Khi làm các bài toán trong dạng này thì quan trọng nhất là đi xác định các đại lượng cơ bản như công sinh ra, nhiệt nhận từ nguồn nóng, nhiệt nhả cho nguồn lạnh hay nhiệt độ nguồn nóng, nguồn lạnh. Xác định xong thì tính quá đơn giản * Giải: - Đề bài cho công suất của máy hơi nước mà như ta biết là công suất thì liên hệ với công theo công thức: →. - Thời gian đã biết, thay vào xác định được ngay công sinh ra bởi máy: 14.7 10 1 3600 52920 - Nhiệt lượng mà máy hơi nước nhận được chính bằng lượng nhiệt tỏa ra do than cung cấp nên ta có: 7800 4.18 1000 8.1 264092 - Hiệu suất của máy hơi nước sẽ là: 52920 20% 264092 - Nếu máy làm việc theo chu trình Carno thì hiệu suất khi đó sẽ là: 58 273 1 1 30% 200 273 - Như vậy: Bài 9.4: Một động cơ nhiệt làm việc theo chu trình Cácnô, sau mỗi chu trình sinh một công A=7,35.104J. Nhiệt độ của nguồn nóng là 100 0C, nhiệt độ của nguồn lạnh là 00C. Tìm: DNK - 2014 5
  6. 7 Trần Thiên Đức – ductt111.com – ductt111@gmail.com * Nhận xét: Bài toán yêu công tìm công suất, thực ra công suất thì cũng tương tự như đi tìm công. Chỉ có điều khác nhau ở chỗ sau khi tìm công xong rồi thì chia cho thời gian thực hiện công đấy là ra công suất. Tiếp theo bài toán đã cho chu trình Carno rồi thì bước đầu cứ tính hiệu suất Carno đã. Vấn đề tiếp theo là tìm nhiệt cung cấp từ nguồn nóng đề bài mới chỉ cho ít dữ kiện liên quan tới khối lượng không khí và áp suất chắc sẽ phải dùng cái này để tính rồi. Phân tích chu trình Carno thì thấy nhiệt mà nguồn nóng cung cấp chính là quá trình 1-2 (quá trình giãn nở đẳng nhiệt) * Giải: - Hiệu suất của chu trình Carno là: 20 273 1 1 1 56.46% 400 273 p p1 1 Qh p2 = p4 2 4 p3 3 QC V1 V4 V2 V3 V - Nói chung bảo đến đây thì tôi cũng chả nhìn ra hướng, chỉ biết ngồi phân tích từng quá trình ra rồi link nó với nhau thôi. • Quá trình 1-2: quá trình giãn nở đẳng nhiệt nhiệt độ không đổi biến thiên nội năng bằng 0 nhiệt nhận được đã được chuyển hóa thành công (chú ý công mà khí sinh ra trong quá trình đẳng nhiệt) Sở dĩ ta phải biến đổi về áp suất vì đề bài không cho dữ kiện nào liên quan tới thể tích, do đó nên đổi về áp suất cho tiện. • Quá trình 4-1: nhiều bạn sẽ hỏi tại sao không xét 2-3, 3-4 mà lại xét 4-1. Thực ra chỉ có dở hơi mới lao đầu đi xét hai quá trình trên. Tất nhiên xét thì cũng chả sao chỉ tội hơi dài. Phân tích đề bài thấy nó cho biết p2 = p4 chắc chắn sẽ phải chọn quá trình nào có điểm 4 ở đó rồi. Tiếp theo quá trình 1-2 thì cho DNK - 2014 7
  7. 9 Trần Thiên Đức – ductt111.com – ductt111@gmail.com - Công suất tiêu thụ chính là công tiêu tốn trong 1s nhiệt lượng lấy từ nguồn lạnh trong 1s sẽ là: . . - Nhiệt lượng nhả cho nguồn nóng trong 1s sẽ là: . . DNK - 2014 9
  8. 11 Trần Thiên Đức – ductt111.com – ductt111@gmail.com * Nhận xét: Nói chung đọc đề xong là chả muốn làm rồi, vừa dài vừa khó hiểu. Tốt nhất là đi phân tích từng bước. Đề bài yêu cầu tính hiệu suất tính được 2 trong ba đại lượng: nhiệt nguồn nóng cung cấp, nhiệt truyền cho nguồn lạnh và công sinh ra là xong. Giờ check lại chu trình để tìm xem trong giai đoạn nào ông tướng nhận nhiệt và giai đoạn nào là truyền nhiệt. Dễ thấy quá trình CD chính là quá trình hệ nhận nhiệt và quá trình EB là hệ truyền nhiệt ra ngoài thông qua việc xả khí. * Giải: - Xét quá trình CD quá trình đẳng áp nên công sinh ra là bằng 0, nhiệt nhận được chuyển hết thành nội năng: ∆ ∆ 2 2 - Xét quá trình ED quá trình đẳng áp công sinh ra bằng 0. ∆ ∆ 0→ hệ sinh nhiệt - Như vậy nếu tìm được QCD và QEB chúng ta hoàn toàn có thể xác định được hiệu suất theo công thức: | | 1 1 12 || 2 - Đến đây nhiều bạn sẽ thắc mắc sao ko rút béng luôn cái thằng i, n, R đi. Thực ra để đó tiện hơn vì đề bài có cho nhiệt độ đâu, nên để đó thì có thể biến đổi về áp suất và thể tích tiện hơn. Biến đổi về áp suất và thể tích ta có: thay cẩn thận kẻo nhầm đó 12 1 2 Như vậy nếu giải quyết được mấy chú áp suất kia là xong biến đổi về thể tích thôi chú ý là còn 2 quá trình đoạn nhiệt nữa đó. - Xét quá trình đoạn nhiệt BC ta có: - Xét quá trình đoạn nhiệt DE ta có: giờ ngắm nghía xem làm thế nào để có p0 – p3 và p2 – p1 là xong nhìn là phát hiện ra rồi. Trừ vế với vế là xong: DNK - 2014 11
  9. 13 Trần Thiên Đức – ductt111.com – ductt111@gmail.com - Quá trình 2-3 là quá trình đẳng tích, lúc này hệ nhận nhiệt và chuyển hết thành nội năng đó là lý do mà ta thấy nhiệt độ tăng từ T2 lên T1 đây chính là quá trình hệ nhận nhiệt rồi. Δ Δ 0 nhận nhiệt - Quá trình 3-4 cũng là giãn nở đẳng nhiệt quá trình này hệ cũng phải nhận nhiệt để sinh công giãn nở Δ 0 nhận nhiệt - Quá trình 4-1 là quá trình đẳng tích, hệ mất nhiệt và giảm nhiệt độ quá trình này hệ truyền nhiệt ra ngoài Δ Δ 0 mất nhiệt - Tổng lượng nhiệt hệ nhận vào từ nguồn nóng sẽ là: 2 - Công mà hệ sinh ra trong 1 chu trình sẽ là: - Hiệu suất động cơ sẽ là: - Hiệu suất động cơ làm việc theo chu trình Carno là: Dễ thấy tử số là như nhau rồi nhưng mẫu số trong trường hợp Stilin thì lại lớn hơn hiệu suất nó nhỏ hơn so với Carno tóm lại Carno là độc cô cầu bại rồi, ko chú nào bá hơn ông ý đâu :v DNK - 2014 13
  10. 15 Trần Thiên Đức – ductt111.com – ductt111@gmail.com vào phá entropy của hệ xung quanh tăng, thậm chí còn gấp hàng trăm lần độ giảm entropy của chúng ta. Kết quả là entropy của trường bách khoa tăng. Do entropy luôn tăng nên các nhà khoa học đã dự đoán khi nó tăng đến giá trị tới hạn khi đó mà nhiệt độ mọi vật chất là như nhau mọi thứ sẽ bị phá hủy, vũ trụ sẽ die. Nhiều bạn sẽ nghĩ là lý thuyết này hoang đường vãi, hư cấu vê lờ. Tuy nhiên hãy thử tưởng tượng nếu nhiệt độ mọi thứ là như nhau, sẽ không có bất kì quá trình trao đổi nhiệt diễn ra, mọi động cơ sẽ ngừng hoạt động vì ko còn nguồn nóng và nguồn lạnh, con người không còn cảm giác nóng lạnh, ôm con bò cũng có cảm giác như ôm con gấu. Tóm lại, sự thực rất phũ phàng là mọi xã hội chỉ tồn tại khi có sự bất bình đẳng, con người cố gắng duy trì một xã hội bình đẳng nhưng nó sẽ đánh đổi bẳng sự bất bình đẳng của những thứ xung quanh xã hội đó entropy trông thế mà giải thích được nhiều hiện tượng phết khoa học hay xã hội đều giải thích được hết. - Ở trong vật lý, đặc biệt trong nhiệt động lực học, entropy đóng vai trò rất quan trọng, nó được sử dụng để mô tả định luật hai nhiệt động lực học. Theo định luật hai nhiệt động lực học thì khi vật nóng tiếp xúc với vật lạnh thì nhiệt sẽ được truyền từ vật nóng sang vật lạnh. Khi vật được đốt nóng thì entropy của nó sẽ tăng do các phân tử chuyển động nhanh hơn và hỗn loạn hơn. Quá trình truyền nhiệt tự nhiên từ vật nóng sang vật lạnh là do quá trình làm nóng vật lạnh sẽ làm tăng entropy của hệ. Entropy sẽ đạt giá trị cao nhất khi năng lượng được phân phối đều cho các phân tử của vật nóng và lạnh tức là khi hai vật có cùng nhiệt độ. - Công thức tính entropy trong nhiệt động lực học: Δ Chú ý là công thức này thì chỉ áp dụng cho quá trình thuận nghịch chứ nếu không thuận nghịch thì pó tay luôn. Nhưng cũng may mà entropy là một hàm trạng thái nó không phụ thuộc vào quá trình nên ta cứ dùng thoải mái do chúng ta được quyền giả sử quá trình giữa hai trạng thái 1 và 2 là trạng thái thuận nghịch. - Nói chung là công thức trên cũng khá đơn giản, đối với bài toán này thì cứ tìm nhiệt lượng và tìm nhiệt độ của từng quá trình là ra. - Chú ý một số đặc điểm quan trọng sau: • Quá trình đoạn nhiệt thuận nghịch do nhiệt lượng trao đổi bằng 0 nên độ biến thiên entropy bằng 0. DNK - 2014 15
  11. 17 Trần Thiên Đức – ductt111.com – ductt111@gmail.com Bài 9.19: Tính độ tăng entropy khi biến đổi 1g nước ở 00C thành hơi ở 100oC. * Nhận xét: Để ý bài toán gồm hai quá trình là quá trình tăng nhiệt và quá trình chuyển pha từ nước sang hơi. Mối quá trình tính nhiệt lượng đều khác nhau nên phải chia thành hai giai đoạn, sau đó tính biến thiên entropy trong từng giai đoạn. Chú ý quá trình hóa hơi ta phải biết nhiệt ẩn của nước. Chếch bảng dưới đây để biết. Đáng ra đề bài nên cho vì mấy ai nhớ được mấy giá trị này. * Giải: - Xét quá trình tăng nhiệt độ của nước: • Độ biến thiên entropy là: →∆ Thay số vào ta có, chú ý nhiệt dung riêng của nước là c = 4180 J/kg.K 100 273 →∆ 0.001 4180 1.3 / 0 273 - Xét quá trình chuyển pha: • Độ biến thiên entropy là: chú ý ở đây không thể dùng nhiệt độ làm cận được vì trạng thái 1 đến trạng thái 2 nhiệt độ không đổi, nên ta kí hiệu cận là 1 và 2 ứng với trạng thái 1 và trạng thái 2 ko phải số 1 hoặc 2 đâu đấy 1 1 →∆ ∆ 2 0.001 2.26 10 →∆ 6.1 / 373 DNK - 2014 17
  12. 19 Trần Thiên Đức – ductt111.com – ductt111@gmail.com p 1, S1 1.5 V = const 1 p = const 2, S2 20 60 V * Nhận xét: Đề bài yêu cầu tính độ biến thiên entropy từ trạng thái 1 đến trạng thái 2. Vấn đề là nó quá chung chung vì không cho ta biết quá trình đi từ 1 đến 2 là như thế nào. Nhưng cũng may mà độ biến thiên entropy lại chỉ phụ thuộc vào điểm đầu và điểm cuối nên ta có thể hoàn toàn chủ động trong một chu trình thích hợp và dễ tính nhất. Giả sử để đi từ 1 đến 2 ta cho khí biến đổi đẳng tích đến áp suất 1 at sau đó cho khí giãn nở đẳng áp đến thể tích 60 lít Chỉ cần tính độ biến thiên cho từng quá trình rồi cộng lại là xong * Giải: - Xét quá trình đẳng tích: • Độ biến thiên entropy là: → ∆ • Đề bài ko cho T + đẳng tích biến về áp suất: → → ∆ - Xét quá trình biến đổi đẳng áp: • Độ biến thiên entropy là: →∆ • Đề bài ko cho T nên đổi + đẳng áp biến về thể tích tương tự trên ta có ∆ DNK - 2014 19
  13. 21 Trần Thiên Đức – ductt111.com – ductt111@gmail.com * Nhận xét: Bài toán liên quan tới sự biến thiên entropy qua quá trình trao đổi nhiệt giữa hai vật có nhiệt độ khác nhau. Vật 1 là nước đá như vậy trong quá trình trao đổi nhiệt đầu tiên nước đá sẽ chuyển thành pha lỏng, sau đó tăng nhiệt độ đến một giá trị nào đó. Trong khi vật 2 là nước truyền nhiệt cho nước đá và giảm đến một nhiệt độ nào đó. Khi nhiệt độ hai bên bằng nhau thì quá trình trao đổi nhiệt chấm dứt. * Giải: - Nhiệt lượng mà vật 1 nhận được sẽ phải bằng nhiệt lượng mà vật 2 mất đi vì quá trình trao đổi nhiệt diễn ra trong bình cách nhiệt nên ko thể có thất thoát nhiệt ra ngoài, từ đây ta có thể xác định được nhiệt độ cân bằng: → - Thay số ta có: chú ý ko cần đổi đơn vị khối lượng, nhiệt dung riêng và nhiệt nóng chảy vì nó tự triệt tiêu nhau rồi. 1400 30 273 100 273 80 100 281 1100 400 - Giờ xét độ biến thiên entropy của nước đá trước: • Giai đoạn nóng chảy:∆ • Giai đoạn tăng nhiệt độ: ∆ • Tổng hai giai đoạn là: ∆ ∆ - Xét độ biến thiên entropy của 400g nước: - Độ biến thiên entropy tổng cộng là: ∆ ∆ - Thay số ta có: 80 0.1 281 281 ∆ 0.11 0.41 0.002 / 0 273 0 273 30 273 Như vậy sau khi trao đổi nhiệt thì entropy của hệ tăng ∆ 0 điều này chứng tỏ nhiệt chỉ có thể truyền từ vật nóng sang vật lạnh. * Chứng minh nhiệt chỉ truyền từ vật nóng sang vật lạnh: Xét một hệ gồm mỗi anh và chị, anh chị này bị cô lập và chỉ có thể truyền nhiệt cho nhau. Anh thì bị sốt rét chị thì bình thường kết quả là cả hai phải tèn tén ten để trao DNK - 2014 21
  14. 23 Trần Thiên Đức – ductt111.com – ductt111@gmail.com * Giải: - Xét khí ở bình thứ nhất: • Độ biến thiên entropy là: 1 →∆ • Đẳng nhiệt nên biến thiên nội năng bằng không • Như vậy, ta có: ∆ - Xét khí ở bình thứ hai: Lập luận tương tự ta có: ∆ - Độ biến thiên entropy của hệ là: ∆ ∆ ∆ - Đến đây thì công việc còn lại chỉ là thay số bấm máy là ra: . . ∆ . . . / Bài 9.29: 200 g sắt ở 1000C được bỏ vào một nhiệt lượng kế chứa 300 g nước ở 12 0C. Entropy của hệ này thay đổi như thế nào khi cân bằng nhiệt? * Nhận xét: Bài toán liên quan tới sự thay đổi entropy khi hai chất có nhiệt độ khác nhau trao đổi nhiệt với nhau. Thông thường bước đầu là đi tìm nhiệt độ ở trạng thái cân bằng nhiệt cái này thì dễ ợt sử dụng phương trình cân bằng nhiệt. Sau khi có nhiệt độ ở trạng thái cân bằng rồi thì việc tính nhiệt lượng thay đổi cho mỗi vật để đạt đến trạng thái cân bằng thì quá đơn giản rồi. Chú ý bài này phải check thêm thông số nhiệt dung riêng của sắt (đáng ra đề phải cho, toàn chơi đánh đố nhau). Thi mà đề ko cho là vỡ mặt, ai mà nhớ được. Giờ là thời đại google nên mấy cái bảng thông số ko nhất thiết phải nhớ vì search mấy giây là ra. Nói chung là tôi phản đối kiểu ra đề mà ko cho giá trị hằng số và mấy công thức qui đổi đơn vị vì nó phản khoa học quá, chỉ nên nhớ ngay sinh của gấu, của bố mẹ thôi :v DNK - 2014 23