Các định luật nhiệt động lực học
Nhiệt động lực học
Bài viết dưới đây tổng hợp lý thuyết các định luật nhiệt động lực học Vật lý 12 một cách rõ ràng, dễ học và thuận tiện cho việc ôn tập Vật lý lớp 12.
A. Định luật I Nhiệt động lực học
Trong quá trình biến đổi trạng thái của hệ, nhiệt lượng truyền cho hệ làm tăng nội năng của hệ và biến thành công mà hệ sinh ra.

Quy ước dấu:
: hệ nhận nhiệt.
: hệ sinh công.
: nội năng của hệ tăng.
: hệ nhả nhiệt.
: hệ nhận công.
: nội năng của hệ giảm.
Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch
Quá trình biến đổi của hệ nhiệt động từ trạng thái (1) đến trạng thái (2) được gọi là thuận nghịch nếu nó có thể tiến hành theo chiều ngược lại, nghĩa là đưa hệ từ trạng thái (2) trở về trạng thái (1) và đi quá đúng mọi trạng thái trung gian giống hệt như đi theo chiều thuận từ (1) sang (2).
Đối với quá trình thuận nghịch, nếu ở lượt đi hệ nhận công
thì ở lượt về, hệ trả đúng công
cho môi trường. Do đó, tổng công sau khi thực hiện quá trình thuận nghịch là bằng 0. Do nội năng không đổi
. Vậy, đối với quá trình thuận nghịch thì sau khi thực hiện quá trình thuận và quá trình ngược, môi trường không bị thay đổi.
Quá trình thuận nghịch là quá trình lí tưởng (thực tế không thể xảy ra), thực tế chỉ tồn tại các quá trình không thuận nghịch.
B. Định luật II nhiệt động lực học
a. Phát biểu của Thompson và Carnot
Một động cơ nhiệt không thể sinh công nếu như nó chỉ trao đổi nhiệt với một nguồn nhiệt duy nhất.
Định luật khẳng định không thể chế tạo được động cơ vĩnh cửu loại hai, loại động cơ sinh công bằng cách chỉ trao đổi nhiệt với một nguồn nhiệt duy nhất.
b. Phát biểu của Clausius
Không thể tồn tại một quá trình nhiệt động mà kết quả duy nhất là sự truyền nhiệt lượng từ vật lạnh hơn sang vật nóng hơn.
Tóm lại, theo định luật II, công có thể biến hoàn toàn thành nhiệt nhưng ngược lại thì nhiệt chỉ có thể biến một phần thành công.
c. Định lí Carnot
Định lí 1: Hiệu suất của các động cơ nhiệt làm việc theo chu trình Carnot thuận nghịch, hoạt động giữa hai nguồn nhiệt có nhiệt độ
và
cho trước thì bằng nhau và độc lập với hệ dùng để sinh công.
Định lí 2: Hiệu suất của động cơ nhiệt không thuận nghịch thì nhỏ hơn hiệu suất của động cơ nhiệt thuận nghịch.
Định lí 3: Trong cùng điều kiện như nhau, chu trình Carnot luôn luôn có hiệu suất lớn hơn các chu trình không phải là Carnot
Tóm lại, ![]()
---------------------------------------------------
Tóm lại, các định luật nhiệt động lực học là những nguyên lý cốt lõi của phần nhiệt học trong Vật lý 12 . Khi hiểu rõ nội dung và ý nghĩa của từng định luật, học sinh sẽ dễ dàng vận dụng vào phân tích hiện tượng vật lý và giải bài tập nhiệt động lực học một cách chính xác và hiệu quả.