Chương VI: Các nguyên lý của nhiệt động lực học
Các đại lượng ΔU,A,Q có thể dương hay âm. − Nếu A>0, Q>0 thì ΔU>0 nghĩa là hệ thực sự nhận công và nhiệt từ bên ngoài thì nội năng của hệ tăng − Nếu A<0, Q<0 thì ΔU<0 nghĩa là hệ thực sự sinh công và toả nhiệt ra bên ngoài thì nội năng của hệ giảm. 2. Hệ quả a. Đối với hệ cô lập, tức là không trao đổi công và nhiệt với bên ngoài: A=0; Q=0,
khi đó ΔU=0
hay U= const.
Vậy nội năng của hệ cô lập được bảo toàn. Nếu hệ cô lập gồm hai vật chỉ trao đổi nhiệt với nhau và giả sử Q1,Q2 là nhiệt lượng mà chúng nhận được thì: Q = Q1+Q2= 0
⇒
Q1 = -Q2
Vậy trong hệ cô lập gồm hai vật chỉ trao đổi nhiệt thì nhiệt lượng do vật này toả ra bằng nhiệt lượng do vật kia thu vào. b. Trường hợp hệ là một máy làm việc tuần hoàn, nghĩa là nó biến đổi theo một quá trình kín hay chu trình. Sau một dãy các biến đổi hệ trở về trạng thái ban đầu. Như vậy sau một chu trình: ΔU=0. Từ ΔU= A+Q ⇒ A=- Q nếu A>0 thì Q<0 và ngược lại A<0 thì Q>0 về giá trị A = Q . Vậy trong một chu trình, công mà hệ nhận được có giá trị bằng nhiệt do hệ toả ra bên ngoài hay công do hệ sinh ra có giá trị bằng nhiệt mà hệ nhận vào từ bên ngoài. c. Ý nghĩa Từ hệ quả thứ hai của nguyên lý ta thấy không thể có một máy nào làm việc tuần hoàn sinh công mà lại không nhận thêm năng lượng từ bên ngoài hoặc sinh công lớn hơn năng lưọng truyền cho nó. Những máy này gọi là động cơ vĩnh cửu loại một. Vậy không thể nào chế tạo được động cơ vĩnh cửu loại một.
§3. NGUYÊN LÝ THỨ HAI CỦA NHIỆT ĐỘNG HỌC 1. Những hạn chế của nguyên lý thứ nhất Các hiện tượng xảy ra trong tự nhiên đều tuân theo nguyên lý thứ nhất. Tuy nhiên có một số hiện tượng về mặt lý thuyết có vẻ thoả mãn nguyên lý một nhưng lại không xảy ra trong thực tế. Ví dụ 1. Trong một hệ, xảy ra quá trình truyền nhiệt từ vật nóng sang vật lạnh hoặc từ vật lạnh sang vật nóng; Nguyên lý thứ nhất không bị vi phạm nhưng thực tế quá trình truyền nhiệt từ vật lạnh sang vật nóng không thể tự động xảy ra. 76