Engineering Thermodynamics - Nguyễn Văn Nhận

hóa hơi diễn ra trong toàn bộ thể tích chất lỏng. Sự sôi chỉ diễn 
ra ở một nhiệt độ xác định gọi là nhiệt độ sôi hay nhiệt độ bão hòa (ts). Nhiệt độ sôi 
phụ thuộc vào bản chất của chất lỏng và áp suất. Ở áp suất khí quyển, nhiệt độ sôi của 
nước bằng 100 0C. 
 Trong kỹ thuật, quá trình hóa hơi thường được tiến hành ở áp suất không đổi, 
đặc điểm quá trình hóa hơi của các chất lỏng là giống nhau. Những đặc điểm quá trình 
hóa hơi của nước được trình bày dưới đây cũng sẽ được áp dụng cho các chất lỏng 
khác. 
 Giả sử có 1 kg nước trong xylanh, trên bề mặt nước có một piston có khối 
lượng không đổi. Như vậy, áp suất tác dụng lên nước sẽ không đổi trong quá trình hóa 
hơi. Giả sử nhiệt độ ban đầu của nước là t0, nếu ta cấp nhiệt cho nước, quá trình hóa 
hơi đẳng áp sẽ diễn ra. H. 4.2-1 thể hiện quá trình hóa hơi đẳng áp, trong đó nhiệt độ 
phụ thuộc vào lượng nhiệt cấp : t = f(q). Đoạn OA biểu diễn quá trình đốt nóng nước 
từ nhiệt độ ban đầu t0 đến nhiệt độ sôi ts. Nước ở nhiệt độ t < ts gọi là nước chưa sôi. 
Khi chưa sôi, nhiệt độ của nước sẽ tăng khi tăng lượng nhiệt cấp vào. Đoạn AC thể 
hiện quá trình sôi. Trong quá trình sôi, nhiệt độ của nước không đổi (ts = const), nhiệt 
được cấp vào được sử dụng để biến đổi pha mà không làm tăng nhiệt độ của chất 
lỏng. Thông số trạng thái của nước ở điểm A được ký hiệu là : i', s', u', v', ... Hơi ở 
điểm C gọi là hơi bão hòa khô, các thông số trạng thái của nó được ký hiệu là : i'', s'', 
u'', v'', ... Hơi ở trạng thái giữa A và C được gọi là hơi bão hòa ẩm, các thông số trạng 
thái của nó được ký hiệu là ix, sx, ux, vx, .... Sau khi toàn bộ lượng nước được hóa hơi, 
nếu tiếp tục cấp nhiệt thì nhiệt độ của hơi sẽ tăng (đoạn CD). Hơi có nhiệt độ t > ts gọi 
là hơi quá nhiệt. Hơi bão hòa ẩm là hỗn hợp của nước sôi và hơi bão hòa khô. Hàm 
- 53 - 
Assoc. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2008 
lượng hơi bão hòa khô trong hơi bão hòa ẩm được đánh giá bằng đại lượng độ khô (x) 
hoặc độ ẩm (y) : 
hn
h
x
h
mm
m
m
mx +== 
 y = 1 - x 
trong đó : x - độ khô; y - độ ẩm; mx - lượng hơi bão hòa ẩm; mh - lượng hơi bão hòa 
khô; mn - lượng nước sôi. 
q
Atmosphere
Piston
Water
Heating 
element
t
q
t ts t = ts t = ts t = ts t ts
O
A B C
D
p
0
v
K
O3
O2
O1
O0
A3 C3
A2 C2
A1 C1 D1
 4.2-1. Quá trình hóa hơi đẳng áp 
 Tương tự, nếu tiến hành quá trình hóa hơi đẳng áp ở những áp suất khác nhau 
(p1, p2, p3, ...) và cùng biểu diễn trên đồ thị trạng thái p - v, sẽ được các đường, điểm 
và vùng đặc trưng biểu diễn trạng thái của nước như sau : 
- 54 - 
Assoc. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2008 
• Đường trạng thái của nước chưa sôi : đường nối các điểm O, O1 ,O2, O3... 
gần như thẳng đứng vì thể tích của nước thay đổi rất ít khi tăng hoặc giảm áp suất. 
• Đường giới hạn dưới : đường nối các điểm A, A1, A2, A3... biểu diễn trạng 
thái nước sôi độ khô x = 0. 
• Đường giới hạn trên : đường nối các điểm C, C1, C2, C3,... biểu diễn trạng 
thái hơi bão hòa khô có độ khô x = 1. 
• Điểm tới hạn K : điểm gặp nhau của đường giới hạn dưới và giới hạn trên. 
Trạng thái tại K gọi là trạng thái tới hạn, ở đó không còn sự khác nhau giữa chất lỏng 
sôi và hơi bão hòa khô. Các thông số trạng thái tại K gọi là các thông số trạng thái tới 
hạn. Nước có các thông số trạng thái tới hạn : pK = 221 bar, tK = 374 0C, vK = 0,00326 
m3/kg. 
• Vùng chất lỏng chưa sôi (x = 0): vùng bên trái đường giới hạn dưới . 
• Vùng hơi bão hòa ẩm (0 < x < 1) : vùng giữa đường giới hạn dưới và trên. 
• Vùng hơi quá nhiệt (x = 1) : vùng bên phải đường giới hạn trên. 
 4.2.2. BẢNG VÀ ĐỒ THỊ CỦA HƠI 
 Hơi của các chất lỏng thường phải được xem như là khí thực, nếu sử dụng 
phương trình trạng thái của khí lý tưởng cho hơi thì sai số sẽ khá lớn. Trong tính toán 
kỹ thuật cho hơi người ta thường dùng các bảng số hoặc đồ thị đã được xây dựng sẵn 
cho từng loại hơi. 
 4.2.2.1. BẢNG HƠI NƯỚC 
 Trạng thái của MCCT được xác định khi biết hai thông số trạng thái độc lập. 
 Đối với nước sôi (x = 0) và hơi bão hòa khô (x = 1) chỉ cần biết áp suất (p) 
hoặc nhiệt độ (t) sẽ xác định được trạng thái vì đã biết trước độ khô. Đối với nước 
chưa sôi và hơi quá nhiệt người ta thường chọn áp suất (p) và nhiệt độ (t) là hai thông 
số độc lập để xây dựng bảng trạng thái. Các bảng trạng thái của nước (chưa sôi, nước 
sôi, hơi bão hòa khô, hơi quá nhiệt) và một số chất lỏng thông dụng thường được cho 
trong phần phụ lục. 
 Đối với hơi bão hòa ẩm, người ta không lập bảng trạng thái mà xác định trạng 
thái của nó trên cơ sở độ khô và các thông số trạng thái của nước sôi và hơi bão hòa 
khô như sau : 
 vx = v' + x (v'' - v') 
 ix = i' + x (i'' - i') 
 sx = s' + x (s'' - s') 
 ux = u' + x (u'' - u') 
 Nội năng không có trong các bẳng và đồ thị. Nội năng được xác định theo 
enthalpy bằng công thức sau : 
 u = i - pv 
- 55 - 
Assoc. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2008 
 4.2.2.2. ĐỒ THỊ HƠI NƯỚC 
 Bên cạnh việc dùng bảng, người ta có thể sử dụng các đồ thị trạng thái để tính 
toán cho hơi. 
 1) Đồ thị T - s của hơi nước 
 Trên đồ thị T-s (H. 4.2-2), các đường đẳng áp p = const trong vùng nước chưa 
sôi hầu như trùng với đường giới hạn dưới (x = 0), trong vùng hơi bão hòa ẩm là các 
đoạn thẳng nằm ngang và trùng với đường đẳng nhiệt (T = const), trong vùng hơi quá 
nhiệt là các đường cong đi lên. Chiều tăng của áp suất cùng với chiều tăng của nhiệt 
độ. Các đường có độ khô không đổi (x = const) xuất phát từ điểm tới hạn K tỏa xuống 
phía dưới. 
t
0
s
K
p1
p2
p3
H. 4.2-2. Đồ thị T - s của hơi nước 
 2) Đồ thị i - s của hơi nước 
 Đồ thị i-s của hơi nước (H. 4.2-3) do Mollier xây dựng lần đầu tiên vào năm 
1904 trên cơ sở các số liệu thực nghiệm. Đồ thị i-s rất thuận tiện cho việc tính toán đối 
với hơi nước, vì trong quá trình đẳng áp thì : dq = di - v.dp hay q = i2 - i1. Như vậy, 
nhiệt trong quá trình đẳng áp bằng hiệu của enthalpy. 
 Trên đồ thị i-s, đường đẳng áp (p = const) trong vùng hơi bão hòa ẩm trùng với 
đường đẳng nhiệt tương ứng và là các đường thẳng xiên, trong vùng hơi quá nhiệt là 
các đường cong đi lên có bề lồi quay về phía dưới. Đường đẳng nhiệt (T = const) 
trong vùng hơi bão hòa ẩm trùng với đường đẳng áp tương ứng, trong vùng hơi quá 
nhiệt là các đường cong đi lên. Càng xa đường x = 1, đường đẳng nhiệt càng gần như 
song song với trục hoành. Đường đẳng tích (v = const) đều là các đường cong đi lên 
dốc hơn đường đẳng áp, chúng thường được vẽ bằng đường nét đứt hoặc màu đỏ. 
 Trong thực tế kỹ thuật, các quá trình nhiệt động thường chỉ diễn ra trong vùng 
hơi quá nhiệt và một phần vùng hơi bão hòa ẩm có độ khô cao. Vì vậy, để đơn giản 
người ta thường chỉ vẽ một phần của nó. 
- 56 - 
Assoc. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2008 
500 0C
400
300
200
100
0,6
0,7
0,8
0,9
x = 1
0,5
0,4
K
3200
2400
1600
800
0
2 4 6 8 s 
[kJ/kg.0K]
i
[kJ/kg]
H. 4.2-3. Đồ thị i - s của hơi nước 
4.3. KHÔNG KHÍ ẨM 
 4.3.1.ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI 
 Không khí khô là hỗn hợp của các chất khí N2, O2, CO2, v.v. 
 Không khí ẩm là hỗn hợp của không khí khô và hơi nước. 
Bảng 4.3-1. Thành phần của không khí khô 
Thành phần [kg/kmol] V [%] V [%] m [%] 
Oxygen (O2) 31,998 0,2095 0,210 0,232 
Nitrogen (N2) 28,013 0,7809 
Argon (A) 39,948 0,0093 
Carbon dioxide (CO2) 44,010 0,0003 
0,790 0,768 
 Vì phân áp suất của hơi nước trong không khí ẩm rất nhỏ, nên hơi nước trong 
không khí ẩm có thể xem như là khí lý tưởng và không khí ẩm có thể xem như là hỗn 
hợp của các khí lý tưởng với các tính chất như sau : 
 1) Áp suất (p) của không khí ẩm bằng tổng phân áp suất của không khí khô (pk) 
và của hơi nước (ph) : 
 p = pk + ph
 2) Nhiệt độ của không khí ẩm (T) bằng nhiệt độ của không khí khô (Tk) và 
bằng nhiệt độ của hơi nước (Th) : 
 T = Tk = Th
- 57 - 
Assoc. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2008 
 3) Thể tích của không khí ẩm (V) bằng thể tích của không khí khô (Vk) và bằng 
thể tích của hơi nước (Vh) : 
 V = Vk = Vh
 4) Khối lượng của không khí ẩm (m) bằng tổng khối lượng của không khí khô 
(mk) và khối lượng của hơi nước (mh) : 
 m = mk + mh
 Không khí ẩm được phân loại như sau : 
• Không khí ẩm bão hòa : là không khí ẩm chứa lượng hơi nước lớn nhất 
(mh.max). Hơi nước trong không khí bão hòa là hơi bão hòa khô. 
• Không khí ẩm quá bão hòa : là không khí ẩm chứa lượng hơi nước lớn hơn 
mh.max. Hơi nước ở đây là hơi bão hòa ẩm, tức là ngoài hơi nước bão hòa khô còn có 
một lượng nước ngưng nhất định (mn). Không khí ẩm khi có sương mù là không khí 
ẩm quá bão hòa vì có chứa những giọt nước ngưng tụ. 
• Không khí ẩm chưa bão hòa : là không khí ẩm chứa lượng hơi nước nhỏ 
hơn mh.max, tức là còn có thể nhận thêm hơi nước để trở thành bão hòa. Hơi nước trong 
không khí ẩm chưa bão hòa là hơi quá nhiệt. 
 Có thể biến không khí ẩm chưa bão hòa thành bão hòa bằng một trong 2 cách 
sau đây (H. 4.3-1) : 
• Cách thứ nhất (theo đường B - A1): giữ không đổi nhiệt độ hơi th = const, 
tăng áp suất của hơi nước từ ph đến áp suất bão hòa ph.max. Trong trường hợp này, 
không khí ẩm chưa bão hòa nhận thêm hơi nước đến khi trở thành bão hòa. 
• Cách thứ hai (theo đường B - A2) : giữ không đổi áp suất của hơi ph = 
const, giảm nhiệt độ của hơi từ th đến nhiệt độ đọng sương ts.. Trường hợp này xảy ra 
trong mùa đông khi nhiệt độ không khí đột ngột giảm xuống đến giá trị bằng hoặc nhỏ 
hơn nhiệt độ đọng sương, hơi nước trong không khí sẽ ngưng tụ thành sương mù. 
t
s
pnmax
ph
A1
A2
B
th
ts
tk tu
Líp v¶i bäc
BÇu ®ùng n−íc
 H. 4.3-1. Đồ thị t - s của hơi nước H. 4.3-2. Ẩm kế 
- 58 - 
Assoc. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2008 
 4.3.2. CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CỦA KHÔNG KHÍ ẨM 
 1) Độ ẩm tuyệt đối (ρh) : là khối lượng hơi nước có trong 1 m3 không khí ẩm. 
 V
mh
h =ρ (4.3-1) 
 2) Độ ẩm tương đối (ϕ) : là tỷ số giữa độ ẩm tuyệt đối của không khí ẩm chưa 
bão hòa (ρh) và độ ẩm tuyệt đối của không khí ẩm bão hòa (ρhmax) . 
maxh
h
ρ
ρϕ = (4.3-2) 
 Sử dụng phương trình trạng thái của khí lý tưởng cho hơi nước ta có : 
• Với hơi nước trong không khí ẩm chưa bão hòa ; 
 TRmVp hhh ⋅⋅=⋅ ; TR
p
V
m
h
hh
h ⋅==ρ 
 (4.3-3a) 
• Với hơi nước trong không khí ẩm bão hòa : 
 TRmVp hhh ⋅⋅=⋅ maxmax ; TR
p
V
m
h
hh
h ⋅==
maxmax
maxρ (4.3-3b) 
 Thế (4.3-3a) và (4.3-3b) vào (4.3-2) ta có : 
maxh
h
p
p=ϕ (4.3-4) 
 Vì 0 ≤ ph ≤ phmax nên 0 ≤ ϕ ≤ 100 %. Không khí khô có ϕ = 0, không khí 
ẩm bão hòa có ϕ = 100 %. 
 Độ ẩm tương đối là một đại lượng có ý nghĩa lớn không chỉ trong kỹ thuật mà 
trong cuộc sống con người. Con người sẽ cảm thấy thoải mái nhất trong không khí có 
độ ẩm tương đối ϕ = 40 ÷ 70 %. 
 Dụng cụ đo độ ẩm tương đối gọi là ẩm kế. Ẩm kế thông dụng gồm 2 nhiệt kế 
thủy ngân : nhiệt kế khô và nhiệt kế ướt (H. 4.3-2). Nhiệt kế ướt có bầu thủy ngân 
được bọc vải thấm ướt bằng nước. Nhiệt độ đo bằng nhiệt kế khô gọi là nhiệt độ khô 
(tk), còn nhiệt độ đo bằng nhiệt kế ướt gọi là nhiệt độ ướt (tu). Hiệu số ∆t = tk - tu tỷ lệ 
với độ ẩm tương đối của không khí. Không khí càng khô thì ∆t càng lớn, không khí 
ẩm bão hòa có ∆t = 0. Biết ∆t, có thể xác định ϕ bẳng bảng hoặc đồ thị. 
 3) Độ chứa hơi (d) : là lượng hơi nước chứa trong không khí ẩm ứng với 1 kg 
không khí khô. 
k
h
m
md = [kg hơi nước/kg không khí khô] (4.3-5a) 
- 59 - 
Assoc. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2008 
 Áp dụng phương trình trạng thái của khí lý tưởng cho hơi nước và không khí 
khô ta có : 
 TR
Vpm
h
h
h ⋅
⋅= và TR
Vpm
k
k
k ⋅
⋅= 
 Thế mh và mk vào (4.3-5) ta có : 
k
h
kh
hk
p
p
pR
pRd
18
8314
29
8314
=⋅
⋅= 
h
h
pp
pd −= 622,0 [kgh/kgk] (4.3-5b) 
 Khi ph = phmax thì d = dmax. Từ (4.3-5b) ta có : 
max
max
max 622,0
h
h
pp
pd −= (4.3-5c) 
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 4 
1) Mô tả quá trình hóa hơi đẳng áp và các thông số trạng thái của hơi nước ? 
2) Mô tả các bảng hơi nước và phương pháp xác định các thông số trạng thái của 
hơi nước bằng bảng hơi nước ? 
3) Mô tả đồ thị T - s, đồ thị i - s của hơi nước và phương pháp xác định các thông 
số nhiệt động cơ bản của hơi nước bằng đồ thị T - s, i - s ? 
4) Phân loại và định nghĩa không khí ẩm ? 
5) Mô tả các thông số nhiệt động đặc trưng của không khí ẩm ? 
- 61 - 
Ass. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2008 
Chương 5 : 
CHU TRÌNH NHIỆT ĐỘNG 
CỦA THIẾT BỊ NHIỆT ĐIỂN HÌNH 
5.1. KHÁI NIỆM CHUNG 
• Chu trình nhiệt động bao gồm hàng loạt quá trình nhiệt động kế tiếp nhau, trong đó 
trạng thái của MCCT thay đổi liên tục rồi trở lại trạng thái ban đầu. 
• Biểu diễn chu trình nhiệt động : 
50
20
VVSVC
p
a
b
c
z
Q1
Q2
Wout
s
T
c
z
Q1
Q2
Wout
a
b
a1 b1 
 a) b) 
H. 5.1-1. Chu trình nhiệt động của động cơ xăng 
 trên đồ thị công (a) và đồ thị nhiệt (b) 
• Ý nghĩa của chu trình nhiệt động - để biến nhiệt thành cơ năng trong máy nhiệt, 
người ta cấp nhiệt cho MCCT rồi cho MCCT dãn nở. Để tạo ra cơ năng một cách liên tục, 
MCCT phải dãn nở liên tục. Điều này được giải quyết bằng cách cho MCCT dãn nở, sau đó nén 
MCCT về trạng thái ban đầu rồi lại cho dãn nở. 
5.2. CHỈ TIÊU HIỆU QUẢ KINH TẾ CỦA CHU TRÌNH NHIỆT ĐỘNG 
 1) Hiệu suất nhiệt của chu trình nhiệt động của động cơ nhiệt : 
in
out
t Q
W=η 
 Trong đó : ηt - Hiệu suất nhiệt của chu trình nhiệt động của động cơ nhiệt ; Wout - 
Công do MCCT sinh ra trong 1 chu trình ; Qin - nhiệt lượng cấp cho MCCT trong 1 chu 
trình. 
 2) Hệ số làm lạnh của máy lạnh : 
in
in
ref W
Q=η 
- 62 - 
Ass. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2008 
 ηref - Hệ số làm lạnh của máy lạnh ; Qin - Nhiệt lượng mà MCCT lấy từ nguồn 
lạnh trong 1 chu trình ; Win - Công tác dụng lên MCCT trong 1 chu trình. 
 3) Hệ số bơm nhiệt của bơm nhiệt : 
in
out
hp W
Q=η 
 ηhp - Hệ số bơm nhiệt của bơm nhiệt ; Qout - Nhiệt lượng mà MCCT truyền cho 
nguồn nóng trong 1 chu trình ; Win - Công tác dụng lên MCCT trong 1 chu trình. 
5.3. CHU TRÌNH CARNOT 
v s
1 q 1 
0
2
34
1
0
2
34
p T
T1
T2
s1 s2
q 2
Wout q1 - q2
H. 5.3-1. p-v and T-s Diagram for Carnot Cycle 
• Hiệu suất của chu trình carnot thuận : 
 q1 = T1 (s2 - s1) ; q2 = T2 (s2 - s1) 
1
2
1
21
1
1||
T
T
q
qq
q
w
carnot −=−==η 
• Nhận xét 
 1) Hiệu suất nhiệt của chu trình carnot chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn nóng và 
nhiệt độ của nguồn lạnh. T 1 càng lớn và T 2 càng nhỏ thì η carnot càng cao. 
 2) Với cùng T 1 và T2, hiệu suất nhiệt của bất kỳ chu trình động cơ nhiệt nào khác đều 
nhỏ hơn η carnot. 
 3) Hiệu suất của động cơ nhiệt bao giờ cũng nhỏ hơn 1. 
- 63 - 
Ass. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2008 
5.4. CHU TRÌNH LÝ THUYẾT CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 
• Nhiệt độ cực tiểu : Tmin = T0 
• Nhiệt độ cực đại : Tmax ≈ 2800 K 
• Áp suất cực tiểu : pmin = p0 
• Áp suất cức đại : pmax ≈ 150 bar 
T
Tmax
Tmin a
c
c' z
b
b'
s
p > pmax
pmax
pmin
p < pmin
p
a
b
c
z
b'p0
0
VC VS
H. 5.4-1. Thiết lập chu trình nhiệt đông của ĐCĐT 
trên cơ sở chu trình carnot 
BÀI TẬP CHƯƠNG 5 
1) Định nghĩa các khái niệm sau đây : chu trình nhiệt động, chu trình nhiệt động thuận 
nghịch, chu trình nhiệt động hở, chu trình nhiệt động kín ? 
2) Biểu diễn chu trình Carnot trên đồ thị công và đồ thị nhiệt ? Lập công thức hiệu suất 
nhiệt của chu trình Carnot ηcarnot = f(T1, T2) và chứng minh rằng : ηcarnot chỉ phụ 
thuộc vào nhiệt độ nguồn nóng T1 và nhiệt động nguồn lạnh T2 ? 
3) Chứng minh rằng : hiệu suất nhiệt của chu trình Carnot (ηcarnot) cao hơn hiệu suất 
nhiệt của bất kỳ chu trình của động cơ nhiệt nào khác có cùng nhiệt độ nguồn nóng 
(T1) và nguồn lạnh (T2) ? 
4) Thiết lập chu trình nhiệt động của động cơ đốt trong trên cơ sở chu trình Carnot và 
các hạn chế kỹ thuật ? 
5) Biểu diễn chu trình lý thuyết của động cơ xăng trên đồ thị công, đồ thị nhiệt và lập 
công thức hiệu suất nhiệt của chu trình lý thuyết của động cơ xăng ? 
6) Phân tích và biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất nhiệt của động cơ xăng vào tỷ số 
nén (ε) và tính chất của môi chất công tác (k) ? 
7) Biểu diễn chu trình lý thuyết của động cơ diesel trên đồ thị công, đồ thị nhiệt và lập 
công thức hiệu suất nhiệt của chu trình lý thuyết của động cơ diesel ? 
8) Phân tích và biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất nhiệt của động cơ diesel vào tỷ số 
nén (ε), phương pháp cấp nhiệt (ψ, ρ) và tính chất của môi chất công tác (k) ? 
9) So sánh chu trình cấp nhiệt đẳng tích với chu trình cấp nhiệt đẳng áp về phương diện 
hiệu quả kinh tế ? 
10) Phân tích và biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất nhiệt của động cơ xăng vào tỷ số 
nén (ε) và tính chất của môi chất công tác (k) ? 
- 64 - 
Ass. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2008 
BÀI TẬP CHƯƠNG 5 
 Bài tập 5-1 : Chu trình carnot được thực hiện nhờ 2 nguồn nhiệt có nhiệt độ Tmax 
= 900 0K, Tmin = 300 0K. Áp suất lớn nhất mà chu trình đạt được là pmax = 60 bar, áp suất 
nhỏ nhất pmin = 1 bar. MCCT là khí lý tưởng với m = 1 kg và k = 1,4. 
1) Biểu diễn chu trình trên đồ thị công và đồ thị nhiệt ? 
2) Thông số trạng thái (p, v, T) ở các điểm đặc trưng của chu trình ? 
3) Lượng nhiệt mà MCCT nhận và thải ra (q1, q2) ? 
4) Công chu trình (w) ? 
5) Hiệu suất nhiệt (η)? 
 Bài tập 5-2 : Máy nén một cấp lý tưởng nén không khí từ áp suất p1 = 1 at, nhiệt 
độ t1 = 27 0C đến áp suất p2 = 8 at. Năng suất máy nén V = 100 m3/h, độ tăng nhiệt độ 
nước làm mát máy nén ∆tm = 13 0C, nhiệt dung riêng của nước cm = 4180 J/kg.deg. Xem 
quá trình nén là đa biến có n = 1,2, không khí là khí lý tưởng có khối lượng phân tử µ = 
29, nhiệt dung riêng mol đẳng tích cµv = 20,9 kJ/kmol.deg, nhiệt dung riêng mol đẳng áp 
cµp = 29,3 kJ/kmol.deg, chỉ số nén đoạn nhiệt k = 1,4. 
1) Biểu diễn chu trình nhiệt động trên đồ thị công ? 
2) Xác định công suất lý thuyết của máy nén (N) ? 
3) Xác định lưu lượng nước làm mát máy nén (mm) ? 
 Bài tập 5-3 : Máy nén một cấp có tỷ số giữa thể tích chết Vc và dung tích công 
tác Vs là ω = Vc/Vs = 0,05. Nén lượng không khí V = 400 m3/h từ áp suất pa = 1 bar, 
nhiệt độ ta = 20 0C đến áp suất pc = 7 bar. Các quá trình nén và dãn nở là quá trình đa 
biến với n = 1,3. Hiệu suất hiệu dụng của máy nén ηN = 0,7. Xem không khí lý tưởng có 
khối lượng phân tử µ = 29. 
1) Biểu diễn chu trình trên đồ thị công ? 
2) Xác định công suất tiêu thụ cho máy nén (N) ? 
3) Xác định thể tích riêng của không khí tại các điểm đặc trưng ? 
4) Hiệu suất thể tích của máy nén (ηv) ? 
 Bài tập 5-4 : Động cơ xăng 1 xylanh có dung tích công tác VS = 0,006 m3, thể tích 
buồng đốt VC = 0,001 m3. Chu trình trình lý thuyết bao gồm các quá trình : nén đoạn 
nhiệt (a-c), cấp nhiệt đẳng tích (c-z), dãn nở đoạn nhiệt (z-b) và nhả nhiệt đẳng tích (b-a). 
- 65 - 
Ass. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2008 
ta = 20 0C, pa = 1 bar, pz = 25 bar. Môi chất công tác là khí lý tưởng có chỉ số đoạn nhiệt 
k = 1,4, khối lượng phân tử µ = 29, nhiệt dung riêng đẳng tích cµv = 20,9 kJ/kmol.deg. 
1) Biểu diễn chu trình trên đồ thị công và đồ thị nhiệt ? 
2) Thông số trạng thái (p, v, T) ở các điểm đặc trưng của chu trình ? 
3) Lượng nhiệt mà MCCT nhận và thải ra (Q1, Q2) ? 
4) Công chu trình (W) ? 
5) Hiệu suất nhiệt (η)? 
 Bài tập 5-5 : Chu trình lý thuyết của động cơ diesel bao gồm các quá trình : nén 
đoạn nhiệt a - c, cấp nhiệt đẳng áp c - z, dãn nở đoạn nhiệt z - b, nhả nhiệt đẳng tích b - 
a. Môi chất công tác là khí lý tưởng có khối lượng m = 1 kg, phân tử lượng µ = 29, nhiệt 
dung riêng đẳng áp cµp = 29,3 kJ/kmol.deg, chỉ số đoạn nhiệt k = 1,4. 
 Biết : pa = 1 bar; ta = 20 0C; tỷ số nén ε = va/vc = 12,7; tỷ số dãn nở ban đầu ρ = 
vz/vc = 2 
1) Biểu diễn chu trình trên đồ thị công và đồ thị nhiệt ? 
2) Thông số trạng thái (p, v, T) ở các điểm đặc trưng của chu trình ? 
3) Lượng nhiệt mà MCCT nhận và thải ra (Q1, Q2) ? 
4) Công chu trình (W) ? 
5) Hiệu suất nhiệt (η)?