[理學(xué)]第一章 燃燒熱力學(xué)-文庫吧
2024-12-14 12:14 本頁面
【正文】 ， （標準狀態(tài)） ； ，自然界存在的 單質(zhì)的生成焓等于零 ； 熱效應(yīng)的負數(shù) 。 298. 15 Kre fT ? 1 a tmre fpp ???二、絕對焓和生成焓 0,( ) ( )s i i f i re fh h T h T? ? ?注：上標“ — ” 表示摩爾比焓 注：標準生成焓可以查表獲得，顯焓變化 (Sensible enthalpy change)可以查表或通過比熱計算獲得 注：上標“ 0”代表“標準態(tài)”（可讀作“標準”），下角標 f代表“生成” (formation) pCT?【 例 】 由 、 和 組成的混合氣體中， 的摩爾分數(shù)為 10%， 的摩爾分數(shù)為 20%，該混合氣體的溫度為 1200K，壓力為 1atm。試確定： （ 1）混合物質(zhì)量比焓和摩爾比焓； （ 2）三種組分的質(zhì)量分數(shù)。 【 解 】 已知： COCO2CO 2N2CO10CO? ? ％ 1200TK?2 0CO? ? 1p atm?需求的是 （ 1） 和 ； （ 2） ， 和 。 mixh mixhCOw 2COw 2Nw（ 1）由 得 1i? ??22 1 1 0 0 0N CO CO? ? ?? ? ? ? ? ? ?由理想氣體混合物焓的公式得 ? ?? ?? ?222222, , 29 8, , 29 8, , 29 8()()()oom ix i i CO f CO fCOooCO f CO fCOooN f N fNh h h h T hh h T hh h T h??????? ? ? ?????? ? ???????? ? ??????通過查附表 A，將所得值代入上式得混合物摩爾比焓。 表 A1 表 A2 表 A7 ? ?? ?? ?0. 10 11 0 , 54 1 28 , 44 00. 20 39 3 , 54 6 44 , 48 80. 70 0 28 , 11 8m ixh ? ? ?? ? ???58 , 33 ix m ixh k J k m ol??為了求混合物質(zhì)量比焓 ，需要確定混合物的分子量 mixh0 .1 0 2 8 .0 1 0 .2 0 4 4 .0 1 0 .7 0 2 8 .0 1 33 1 .2 1 2m ix i iM W M W??? ? ? ? ? ???因此，混合物質(zhì)量比焓為 ,5 8 , 3 3 9 . 1 1 8 6 9 . 1 2 k J / k3 1 . 2 1 2m i xm i xr m i xhhgM?? ? ? ?（ 2） 各組分的質(zhì)量分數(shù)可依其定義計算 2222 97 20 82C O C OC O C ONNwYwYwY? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?由 可驗證 89 7 82 0 28 2 00? ? ?1iY ??提 綱 : 定義及概念 熱一定律 熱二定律 用于反應(yīng)系統(tǒng)的熱力學(xué)第一定律 （能量守恒定律） i?一、燃燒焓和熱值 燃燒焓： 當 1 mol的燃料與 化學(xué)當量 的空氣混合物以一定的標準參考狀態(tài)（比如 1atm， 25℃ ）進入穩(wěn)定流動的反應(yīng)器，且生成物（假定為 CO2， H2O， N2）也以同樣的標準參考狀態(tài)離開該反應(yīng)器，此反應(yīng)釋放出來的熱量。 對于等壓反應(yīng)過程 R out i pr od re ach h h h h? ? ? ? ?對于 CH4 222224 527)(2)763(2 ?????2 2 4, 2 9 8 , , , 42 8 0 2 4 0 5 /( )R K f CO f H O f CHH h h h k J m o l CH? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?每 kg燃料為基礎(chǔ)的焓為 802405/ ( ) 5 0 0 1 6 /1 6 . 0 4 3R R f u e l ff u e lkJh H M W k J k gkg? ? ? ? ? ? ?以混合物為基礎(chǔ)的焓為 kJkJ( ) ( )kg kgfRR fm ix m ixmhhm? ? ?式中 11( / ) 1 1 7 .1 1 1ffm ix a fmmm m m A F? ? ?? ? ??50016 2 7 6 1 .8 /1 8 .1 1R m ixh k J k g?? ? ? ?表 —— 低熱值 對于有可凝結(jié)產(chǎn)物 (如水）的燃料 產(chǎn)物為凝聚相時為 高熱 值 （ HHV） （計入燃燒生成的水蒸汽汽化潛熱時） 產(chǎn)物為汽態(tài)時為 低熱值 （ LHV） （ 不包括水蒸汽凝結(jié)成水的冷凝熱時） 它等于反應(yīng)焓或燃燒焓的負數(shù)。 對放熱反應(yīng)，反應(yīng)熱（焓）是負值。 燃料的發(fā)熱量（熱值 Calorific Value） 定義：指單位質(zhì)量或單位體積（對氣體燃料而言）的燃料 （在標準狀態(tài)下）與空氣 完全 燃燒時所能釋放出的 最大 熱量。是衡量燃料作為能源的一個很重要的指標。 單位：對固體燃料和液體燃料， kJ/kg； 對氣體燃料， 3/ NmkJ ， kJ /每標立方米。 通常因排出煙氣溫度較高，其中水蒸汽不能凝結(jié)，故用低位熱值。 【 例 】 （ 1）正癸烷 的分子量為 ，試確定每 千克正癸烷和每摩爾正癸烷在 298K的高熱值和 低熱值。 （ 2）如果正癸烷在 298K的蒸發(fā)潛熱為 ， 試確定液態(tài)正癸烷的高熱值和低熱值 。 ? ?10 22CH359 fkJ kg【 解 】 （ 1） 正癸烷 的總體反應(yīng)方程式： ? ?10 22CH? ? ? ? ? ?1 0 2 2 2 2 2 2 21 5 .5 3 .7 6 1 0 1 1 1 5 .5 3 .7 6C H g O N CO H O l N? ? ? ? ? ?或g無論高熱值還是低熱值，都有 c R re ac pr odH H H H? ? ? ? ? ?其中 的值依產(chǎn)物中的狀態(tài)而定。 prodH又因為 ， reac i ireacH N h? ? p ro d i iprodH N h? ?所以 2 1 0 2 2 2 2, ( ) , , ,1 1 0 1 1c H O l f C H f CO f H OH H H V h h h? ? ???? ? ? ? ? ???從附表查得氣態(tài)水的生成焓和蒸發(fā)潛熱，據(jù)此可計算液態(tài)水的生成熱 22, ( ) , ( ) 2 4 1 , 8 4 7 4 4 , 0 1 0 2 8 5 , 8 5 7oof H O l f H O g fgh h h k J k m o l? ? ? ? ? ? ?利用此值和附表 A、 B中的生成焓，可得 2, ( )1 2 4 9 , 6 5 91 0 3 9 3 , 5 4 6 1 1 2 8 5 , 8 5 76 , 8 3 0 , 0 9 6
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