Bài giảng Kỹ thuật nhiệt - Chương 2b: Tính chất của vật chất (Properties of Substances)

Bài giảng Kỹ thuật nhiệt - Chương 2b: Tính chất của vật chất (Properties of Substances). Những nội dung chính được trình bày trong chương này gồm có: Nhiệt dung riêng (Specific heat), khí lý tưởng (Ideal gas). Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kỹ thuật nhiệt - Chương 2b: Tính chất của vật chất (Properties of Substances)Chapter#2 Tính chất của vật chất (Properties of Substances)• Nhiệt dung riêng (Specific heat)• Khí lý tưởng (Ideal gas) Khí lý tưởng (Ideal Gas) 2 1Khí lý tưởng Là chất khí có một số đặc điểm:  Lực tương tác phân tử rất nhỏ, coi như không có;  Thể tích riêng của các phân tử rất nhỏ, coi như bằng không. Khí rất “loãng”Phương trình trạng thái Là bất cứ phương trình nào mô tả quan hệ giữa các thông số trạng thái (cường tính), cụ thể là P, v, TKhí hay Hơi?  HƠI (Vapor): chỉ môi chất ở trạng thái khí gần trạng thái ngưng tụ  Khi môi chất ở xa trạng thái ngưng tụ và có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tới hạn (critical temperature) thì gọi là KHÍ. 3PT trạng thái KLT(Ideal gas equation of state) Năm 1802, Charles and Lussac xác định bằng thực nghiệm phương trình (Ideal gas equation of state): Pv = R T R – Hằng số khí (Gas constant) R= Ru / M Ru – Hắng số khí phổ biến (universal gas constant). Ru = 8.314 KJ/Kmol . K M – Khối lượng mole (molecular weight) M là khối lượng mole (kmole) của vật chất (grams hoặc kilograms) Giá trị của R, M của một số KLT phổ biến trong bảng Table A-1. 4 2Quan hệ P-v-T PV = mRT (v =V / m) Pv = RT PV = NRuT (mR = NMR = NRu ) Pv = RT u (v =V / N ) Quan hệ giữa hai trạng thái của KLT như sau: PV m= RT m1 = m2 PV 1 1 PV PV PV = 2 2 and 1 1 = 2 2 RT1 RT2 T1 T2 5Ideal gasKLT là các chất khí “tưởng tượng” tuân theo PT trạng thái Pv = RT.Những chất khí có mật độ (density) giảm khi ở nhiệt độ cao và áp suất thấp. Khi đó chúng có thể được coi là KLT.Các chất khí như: không khí (air), nitrogen, oxygen, hydrogen, helium, Aragon, neon, krypton có thể coi là KLT. Khí CO2 (carbon dioxide) cũng có thể coi là KLT với sai số dưới 1 %.Các chất ở thể hơi như water vapor trong các chu trình nhà máy nhiệt điện, refrigerant vapor trong các máy lạnh có mất độ cao hơn nên không thể coi là KLT. Với các chất này, thay vì sử dụng PT trạng thái, ngươi ta hay sử dụng các bảng tra. 6 3 Hơi nước có phải là khí lý tưởngTùy theo trạng thái,hơi nước có thể hoặckhông thể được coi làKLTTrên hình: Mức độ saisố tính toán khi ápdụng PT trạng tháiKLT cho hơi nướcHơi nước trong cácchu trình thiết bị độnglực hơi nước (nhiệtđiện) không thể coi làKLT 7 Khí thực (real gas) và KLT - Vùng gần vùng bão hòa và điểm tới hạn (critical point), thuộc tính của hơi môi chất khác xa với KLT. Người ta đưa ra chỉ số nén để phân biệt khí thực và KLT - Compressibility Factor Z Pv Real Gas Pv = R T =1 RT Z>1 Pv = Z RT Ideal Gas v ac tu al Z=1 = Z v id e al ZCompressibility Factor Z for Nitrogen 9Compressibility Factor Z for H2 10 5Example 2-11 Xác định thể tích riêng của refiregerant- 134 ở 1 MPa và 50 °C, bằng sử dụng: A. Thermodynamic tables B. The ideal gas low C. The generalized compressibility chart. Xác định sai số của phương án B và C so với A. 11Phương trình trạng thái của khí thựcMột số PTTT có thể áp dụng để xác định quan hệ P-v-T chính xác Pv = RT 12 ...