化工過程熱力學分析-wenkub
2023-05-21 11:34:03 本頁面
【正文】 不能全部轉化為功的能量， 如熱能、內能和焓等 ； 僵態(tài)能量 —— 完全不能轉化為功的能量，如大 氣、大地、天然水源所具有的內能。 因此理想功是一個理想的極限值 ,可作為實際功的比較標準 。根據(jù)開系熵平衡式，對于可逆過程： 令 ,即得 STQ ?? 0012 HHH ???? 根據(jù)穩(wěn)流過程熱力學第一定律的表達式，對于此敞開體系則有 )( )(012 cRs WWQHH ????令 ,代入可得 STHW id ????? 0ΔH、 ΔS分別為物流經(jīng)過設備裝置的焓變和熵變 ?穩(wěn)流過程的理想功只與狀態(tài)變化有關 ， 即與初 、終態(tài)以及環(huán)境溫度 T0有關 ， 而與變化的途徑無關 。 ? ?? ?sidTidsTWWWW??需要功產生功?? 穩(wěn)定流動化學反應過程理想功的計算 ? ?? ?sidTidsTWWWW??需要功產生功?? 熱力學效率 化學反應過程 “自熱” “自熱”維持 “自力式” 例 611：能量利用情況評估 化學反應過程 “自熱” “自熱”維持 “自力式” 例 611：能量利用情況評估 ① 理想功 ② 反應焓變 例 612：絕熱燃燒過程能量評估 化學反應過程 ? 原子經(jīng)濟性原則 ? 化學反應過程領域中的節(jié)能創(chuàng)新 三種常規(guī)的過程熱力學分析法 ? 火用 火用與火無 .1 火用 (有效能 )EX ? 熱力學平衡 ? 約束性平衡 ? 非約束性平衡 ? 能級 (Ω) 0 ≤ Ω ≤1 .2 火用的組成 物理火用 化學火用 位能火用、動能火用、物理火用、化學火用、熱流火用和功流火用 系統(tǒng)因溫度和壓力與環(huán)境的溫度和壓力不同所具有的火用 系統(tǒng)由于其化學組成 (包括化學物質結構和濃度 )和環(huán)境組成不同所具有的火用 XCXPhXPXKX EEEEE ????穩(wěn)流過程總火用值： .3 物理火用的計算 穩(wěn)流過程的物系從狀態(tài) (T,p)變化到環(huán)境基準態(tài) (T0,p0)所提供的理想功，即物理火用為： )()()()( 000000 SSTHHSSTHHE X Ph ?????????對于理想氣體： ? ?0000*00* lnlnlnppRTyRTTTCTTTCyEip m s ip m h iiiX P h ??????? ???? ?例 613 水蒸氣的火用 .4 化學火用的計算 （ 1）環(huán)境模型 龜山 吉田模型 例 614 標準化學火用的計算 （ 2）元素的標準化學火用 （ 3）純態(tài)化合物的標準化學火用 θθθXCXC EGE 基準物,元素, ΔΔ ???? ? iθfjθjidjθjθ GEυWEυEjXCjXCiXCΔ???? ??,例 615 標準摩爾化學火用的計算 .4 化學火用的計算 理想溶液 （ 4）混合物的標準化學火用 ?? ??iiiiθiθ yyRTEyEiXCmXCln0,非理想溶液 ?? ??iiiiiθiθ xγxRTExEiXCmXCln0, .5 熱流火用的計算 恒溫熱源 )1( 0TTQE XQ ??變溫熱源 )1( 0mXQ TTQE ?? .6 火用與理想功 對于某過程 —— 計算其理想功 對于某狀態(tài) —— 計算其火用，需確定基準態(tài) Xid EW Δ?? .7 火無 (無效能 )AN 恒溫熱源的熱量火用為： TTTTQEXQ001 ????????????Q為總能量，熱量火無 ANQ為： TTQANQ0?火用為高級能量，火無為僵態(tài)能量 .7 火無 (無效能 )AN 根據(jù)熱一律，總能量守恒，即： 0)( ?? NX AEd根據(jù)熱二律，不可逆過程總有功損耗，即： 損耗功就是不可逆過程中火用轉化為火無的量 NX dAdE ?? .7 火無 (無效能 )AN ? 用能過程的熱力學第二定律： ① 在一切不可逆過程中，火用轉化為火無； ② 只有可逆過程，火用才守恒； ③ 由火無轉化為火用是不可能的。 例 617 熵分析法只能求出系統(tǒng)內部不可逆火用損失，無法求出排出系統(tǒng)的物流火用。 因此理想功是一個理想的極限值 ,可作為實際功的比較標準 。 根據(jù)熱力學第二定律 ,系統(tǒng)與環(huán)境之間的可逆?zhèn)?
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