化工节能原理与技术char2

1、第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学0K时纯物质完美晶体的熵等于零节能的实质：防止和减少能量贬值现象的发生第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学系统的边界：系统与外界的分界面固定的、移动的、真实的、假想的能量交换：热和功物质交换：物质的流进和流出，伴随着能量的交换开口系统（流动系统）：有物质交换和能量交换闭口系统：无物质交换孤立系统：无物质交换和能量交换绝热系统：无热量交换第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学平衡状态：在不受外界影响的条件下，系统如温度、压力、组成等满足力平衡、热平衡和化学平衡的状态（不存在不平衡势）第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学开尔文温度，

2、或称绝对温度）第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学mVv vVm1第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学ghP第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学m1m2QWm (u+ pv + c2/2 + gz) = m (h + c2/2 + gz) 第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学m1m2QW(h1 + c12/2 + gz1) m2 (h2 + c22/2 + gz2) m2 (h2 + c2

3、2/2 + gz2) (h1 + c12/2 + gz1) + 第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学(h1 + c12/2 + gz1) m2 (h2 + c22/2 + gz2) (h + c2/2 + gz)i (h + c2/2 + gz)i + W第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学变换气半水煤气水蒸气100 kmoln kmol (nH2O : nCO =6)T=380 第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学653.15 K298.15 K298.15 KT K第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学第第 2 2

4、章章 节能的热力学节能的热力学第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学TS12第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学TQdSreTQSSre12第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学孤立STEL0第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学产STQSSH12产STQSSH12第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学CVioutiinHdSmsdSmsTQ)()(/产ioutiinHmsdSmsTQ)()(/产0CVdS产STQSSH12inoutmsSmsS12,第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学21TdsqreTS12

5、第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学V1V2T0 , 第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学可逆热机T T0第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学产STTQTQWA00/QTTTQTQWEAQ/1/00max,TQTEQAQQ/0第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学QTTTQTQWEAQ/1/00max,TQTEQAQQ/0)120SSTQEQ（)(120SSTAQ1243TT0第第 2 2

6、章章 节能的热力学节能的热力学QTTQTTEQ)/1 (/100TQTTQTAQ/00dTmcQp)1 (/100mpQTTQTTTmcE)/ln(/ )(1212TTTTTm第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学火用 的方向相反。说明：系统得到热量时，系统的 火用火用火用 SS1S2TT04312第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学火用 火用QTTTQTQWEAQ/1/00max,T /K300T00第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学火用火用火无 。空气的平均定压比热容为 1.0 kJ /(kg K)。设环境大气的温度为 2

7、7 第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学P, T, u, SP0, T0, u0, S0第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学max,0Awdvpduq0/TqdsdsTdvpduwdeA00max,)()(000001max,ssTvvpuuweA)()(00000ssTvvpueua第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学dsTdvpduwdeA00max,)()(000001max,ssTvvpuuweA)()(2102102121max,ssTvvpuueewA第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学Awgdzdcdhq2/20dsdsTq产00/CVioutii

8、nHdSmsdSmsTQ)()(/产0CVdSioutiinHmsdSmsTQ)()(/产第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学Awgdzdcdhq2/20dsdsTq产00/0产dsgdzdcdsTdhwdeA2/20max,gzcssThhweA2/)()(2000max,第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学gzcssThhweA2/)()(2000max,)(000ssTha)()(000max,ssThhweA)(2/ )()(2122212102121max,zzgccssThheewA第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学)(000ssTha)()(000max

9、,ssThhweA)(2/ )()(2122212102121max,zzgccssThheewA第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学AWHQCVioutiinHdSmsdSmsTQ)()(/产产STQS/0产ds第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学产STSTHWA)()(maxSTHWA，GGGTSHTSHWA)()()(121122max，第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学653.15 K298.15 K298.15 KT KT1 , P1T2 , P2298.15 K, 1 atm298.15 K, 1 atm第第 2

10、 2 章章 节能的热力学节能的热力学)(00maxSTHWA，ifRijfpjHnHnH)()(000000iRijpjSnSnSjfPjifRiAGnGnGW)()(000max,第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学 STSTHGWEAD00max)(，气体的扩散 火用 )/ln(00ppmRSi00000ln)/ln(iiDRTppRTe单位质量气体的扩散 火用 对真实溶液 ？ 第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学 火用 ：用环境模型计算的物质化学 火用第第 2 2 章章 节能的热力学节

11、能的热力学 火用 ：用环境模型计算的物质化学 火用火用 为零火用火用火用： 扩散 火用 纯态化合物的标准摩尔火用：000fjjchGEnE第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学 火用 例 2-8 火用 附录1 和 附录 2 （无机与有机化合物的标准摩尔化学 火用）)15.298(00TEEchch第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学 火用 （火用）：P0 、T0 下的燃料与氧气一起稳定流经化学 反应系统时，以可逆方式转变到完全平衡的环境状态所能作出的最大有用功。EFEO2pjjEnmax,AW2222max,)(OOjpjOOjpjAFEnEnSTHEnEnWE第第 2 2 章章

12、 节能的热力学节能的热力学 火用 （火用）（简化的近似计算公式。）hFQE950. 0hFQE975. 0rQElFhFQE 气体燃料 液体燃料 固体燃料 一般液体燃料和固体燃料 第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学 火用 （火用） 作业：用反应过程焓变计算火用 。第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学 火用 损失：不可逆过程中 火用 的减少量 火用 衡算方程： 输入系统的 火用 = 输出系统的 火用 + 火用 损失 + 系统 火用 的变化 第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学 LUUWQEEEEE12第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学 LUUWQEEEEE12QTTEHQ)/1 (0)()(1201201212SSTVVpUUEEUULHAESSTVVpUUQTTW)()()()/1 (120120120第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学 LHAESSTVVpUUQTTW)()()()/1 (120120120)()()()/1 (120120120max,SSTVVpUUQTTWHALAAEWWmax,产STEL0环境、热源和系统的熵增量之和 第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学 LUUWQEEEEE12第第 2 2 章章 节能的热力学节能的热力学 LUUWQEEEEE12LAHEWCCmSSTHHQTT2/ )()(