化工過(guò)程熱力學(xué)分析-wenkub
2023-05-21 11:34:03 本頁(yè)面
【正文】 不能全部轉(zhuǎn)化為功的能量， 如熱能、內(nèi)能和焓等 ； 僵態(tài)能量 —— 完全不能轉(zhuǎn)化為功的能量，如大 氣、大地、天然水源所具有的內(nèi)能。 因此理想功是一個(gè)理想的極限值 ,可作為實(shí)際功的比較標(biāo)準(zhǔn) 。根據(jù)開(kāi)系熵平衡式，對(duì)于可逆過(guò)程： 令 ,即得 STQ ?? 0012 HHH ???? 根據(jù)穩(wěn)流過(guò)程熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式，對(duì)于此敞開(kāi)體系則有 )( )(012 cRs WWQHH ????令 ,代入可得 STHW id ????? 0ΔH、 ΔS分別為物流經(jīng)過(guò)設(shè)備裝置的焓變和熵變 ?穩(wěn)流過(guò)程的理想功只與狀態(tài)變化有關(guān) ， 即與初 、終態(tài)以及環(huán)境溫度 T0有關(guān) ， 而與變化的途徑無(wú)關(guān) 。 ? ?? ?sidTidsTWWWW??需要功產(chǎn)生功?? 穩(wěn)定流動(dòng)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程理想功的計(jì)算 ? ?? ?sidTidsTWWWW??需要功產(chǎn)生功?? 熱力學(xué)效率 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程 “自熱” “自熱”維持 “自力式” 例 611：能量利用情況評(píng)估 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程 “自熱” “自熱”維持 “自力式” 例 611：能量利用情況評(píng)估 ① 理想功 ② 反應(yīng)焓變 例 612：絕熱燃燒過(guò)程能量評(píng)估 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程 ? 原子經(jīng)濟(jì)性原則 ? 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程領(lǐng)域中的節(jié)能創(chuàng)新 三種常規(guī)的過(guò)程熱力學(xué)分析法 ? 火用 火用與火無(wú) .1 火用 (有效能 )EX ? 熱力學(xué)平衡 ? 約束性平衡 ? 非約束性平衡 ? 能級(jí) (Ω) 0 ≤ Ω ≤1 .2 火用的組成 物理火用 化學(xué)火用 位能火用、動(dòng)能火用、物理火用、化學(xué)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(xué)組成 (包括化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和濃度 )和環(huán)境組成不同所具有的火用 XCXPhXPXKX EEEEE ????穩(wěn)流過(guò)程總火用值： .3 物理火用的計(jì)算 穩(wěn)流過(guò)程的物系從狀態(tài) (T,p)變化到環(huán)境基準(zhǔn)態(tài) (T0,p0)所提供的理想功，即物理火用為： )()()()( 000000 SSTHHSSTHHE X Ph ?????????對(duì)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(xué)火用的計(jì)算 （ 1）環(huán)境模型 龜山 吉田模型 例 614 標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)火用的計(jì)算 （ 2）元素的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)火用 （ 3）純態(tài)化合物的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)火用 θθθXCXC EGE 基準(zhǔn)物,元素, ΔΔ ???? ? iθf(wàn)jθjidjθjθ GEυWEυEjXCjXCiXCΔ???? ??,例 615 標(biāo)準(zhǔn)摩爾化學(xué)火用的計(jì)算 .4 化學(xué)火用的計(jì)算 理想溶液 （ 4）混合物的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)火用 ?? ??iiiiθiθ yyRTEyEiXCmXCln0,非理想溶液 ?? ??iiiiiθiθ xγxRTExEiXCmXCln0, .5 熱流火用的計(jì)算 恒溫?zé)嵩? )1( 0TTQE XQ ??變溫?zé)嵩? )1( 0mXQ TTQE ?? .6 火用與理想功 對(duì)于某過(guò)程 —— 計(jì)算其理想功 對(duì)于某狀態(tài) —— 計(jì)算其火用，需確定基準(zhǔn)態(tài) Xid EW Δ?? .7 火無(wú) (無(wú)效能 )AN 恒溫?zé)嵩吹臒崃炕鹩脼椋? TTTTQEXQ001 ????????????Q為總能量，熱量火無(wú) ANQ為： TTQANQ0?火用為高級(jí)能量，火無(wú)為僵態(tài)能量 .7 火無(wú) (無(wú)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(guò)程總有功損耗，即： 損耗功就是不可逆過(guò)程中火用轉(zhuǎn)化為火無(wú)的量 NX dAdE ?? .7 火無(wú) (無(wú)效能 )AN ? 用能過(guò)程的熱力學(xué)第二定律： ① 在一切不可逆過(guò)程中，火用轉(zhuǎn)化為火無(wú)； ② 只有可逆過(guò)程，火用才守恒； ③ 由火無(wú)轉(zhuǎn)化為火用是不可能的。 例 617 熵分析法只能求出系統(tǒng)內(nèi)部不可逆火用損失，無(wú)法求出排出系統(tǒng)的物流火用。 因此理想功是一個(gè)理想的極限值 ,可作為實(shí)際功的比較標(biāo)準(zhǔn) 。 根據(jù)熱力學(xué)第二定律 ,系統(tǒng)與環(huán)境之間的可逆?zhèn)?
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