emuch.化工熱力學(xué)

1、2 流體的流體的 P-V-T關(guān)系關(guān)系2.1 圖2-1 純物質(zhì)的P-V-T相圖凝固時(shí)收縮凝固時(shí)膨脹固固液液液-汽汽氣臨界點(diǎn)三相線固- 汽氣臨界點(diǎn)液-汽液固固- 汽三相線汽圖2-2 P-V-T相圖的投影圖帶有活塞的汽缸保帶有活塞的汽缸保持恒壓持恒壓液體水液體水Tv12534液體和蒸汽液體氣體 臨界點(diǎn) 飽和液相線（泡點(diǎn)線）飽和汽相線（露點(diǎn)線）圖 2-3 純物質(zhì)的P-T圖純物質(zhì)的P-V圖PC VC 飽和液相線飽和汽相線液/汽液汽氣2200TcTcPVPV f( P, T, V ) = 0 PVRTZPVRT 10PVPRTVbaV2CCCCPRTbPTRa8642722PRTV baT V V b12

2、 /ccc.cPRT.bPTR.a086640427680522rr.rr.TP.RTbPBTP.TRapA086640427480525220223ABZBBAZZ可以表示成壓縮因子可以表示成壓縮因子Z的三次方表達(dá)式：的三次方表達(dá)式：crTTT crPPP RTPVZ 82bVVabVRTP cccccPRTbTPTRTaa08664. 042748. 022 25021176057414801.rT.T rrrrTP.RTbPBTTP.TRapA0866404274802220223ABZBBAZZSRK方程可以表示成壓縮因子方程可以表示成壓縮因子Z的三次方表達(dá)式：的三次方表達(dá)式：102b

3、VbbVVabVRTP cccccPRT.bTPTR.Taa07780045724022 250212699205422613746401.rT.T rrrrTP.RTbPBTTP.TRapA077800457240222032132223BBABZBBAZBZPRTV baT V V b12 /bVVPT)bV( aPRTbV/21bVVPTbVabPRTVkk/kk211PRTV 0P)bV( 方程兩邊乘以方程兩邊乘以初值取初值取PRTV baT V V b12 /015050223.PTabVTabRTPbPVPRTVbV 050250231.kkkT/abRTPbT/abRTVPVV將

4、方程寫成三次展開式將方程寫成三次展開式初值取初值取kmol/m.bkmol/KmkP.a.a.332506435220805801064831408314808664010725210648314083148427680PRTVbaTV Vb1 2/bVVPTbVabPRTVkk/kk2110805803004370080580107252080580437030031482141.VV.V.Vkk/kk080580080580248481461.VV.V.Vkkkkkmol/m.PRTV30734643703003148198608058073467346080580734624848146

5、1.V1466080580198619860805801986248481462.Vkmol/m.V.V.V343140614061416735101408300.Trkmol/m.bkmol/mkP.aa326220805803648140831480866407165322591364814083148427680 22591735101176176001760574148012502.T.bVVabVRTPbVPVbVabPRTVbVPVbVabPRTVkkkk1080580437008058071653080580437030031481.VV.V.Vkkkk0805800805804

6、65481461.VV.V.Vkkkkkmol/m.PRTV307346437030031481676080580734673460805807346465481461.V1096080580167616760805801676465481462.Vkmol/m.V.V.V343101610161026 323211VDVCVBRTPVZPDP CP BRTPVZ33322223TRBBCDDTRBC CRTB B211VCVBZRTBPZ( 2 ) 由實(shí)驗(yàn)測定或者由文獻(xiàn)查得由實(shí)驗(yàn)測定或者由文獻(xiàn)查得 精度較高精度較高( 3 ) 用普遍化關(guān)聯(lián)式計(jì)算用普遍化關(guān)聯(lián)式計(jì)算 方便，但精度不如實(shí)驗(yàn)測定的數(shù)

7、據(jù)方便，但精度不如實(shí)驗(yàn)測定的數(shù)據(jù)223263220001expTcabRTTCARTBRTPcrcrcrVVVPPPTTT偏心因子的定義偏心因子的定義170 .TsrrPlgZZP TZP Torrrr,1三參數(shù)對應(yīng)態(tài)原理參數(shù)對應(yīng)態(tài)原理42211rrccTPRTBPRTBPZ10BBRTBPcc2416101720039042200830.r.rT.BT.B2rVciiicmciiicmPyPTyTijninijiByyB112222211212211121ByByyByyByB2222122111212ByByyByBRTBPZ1ji 2112BB 10BBPRTBijcijcijij33/

8、1cj3/1cicijcjcicijcijcijcijcijijcjcicijjiij2VVV2ZZZVRTZP)k1(TTT2iniimijninjjimbybayya111ji ij.jiijkaaa150rriniimxyx11lnsBPATC 01ln/scPPff .ln.ln06166 096480 169345 927141 2886215 68750 4357715 251813 4721rrrrrrfTTTfTTT2/ 711rTslcccRTVZP2/ 711rTslcRAcRTVZP087750290560.ZRAlnsBPATC 10.2820RArZT2/ 72/ 7

9、1111 0.6693318.314 408.10.28203.646104.3rTslcRAcRTVZPcmmol273.150.6693408.1rcTTT023812380.330.13850.01210.0006070.14450.713160.3310.4230.0080.06370.8136rrrrrrrBTTTTBTTT 010.85635ccBPBBRT 1 PVBPZRTRT31796.913Bcmmol 4318.314 273.15796.9131.40 100.15347RTVBcmmolP12:44:33 3 純流體的熱力學(xué)性質(zhì)純流體的熱力學(xué)性質(zhì)3.0 概述概述 3.

10、1 熱力學(xué)性質(zhì)間的關(guān)系熱力學(xué)性質(zhì)間的關(guān)系3.2 熱力學(xué)性質(zhì)的計(jì)算熱力學(xué)性質(zhì)的計(jì)算3.3 逸度與逸度系數(shù)逸度與逸度系數(shù)3.4 兩相系統(tǒng)的熱力學(xué)性兩相系統(tǒng)的熱力學(xué)性 質(zhì)及熱力學(xué)圖表質(zhì)及熱力學(xué)圖表12:44:33概概 述述 學(xué)習(xí)化工熱力學(xué)的目的在于應(yīng)用，最根本學(xué)習(xí)化工熱力學(xué)的目的在于應(yīng)用，最根本的應(yīng)用就是熱力學(xué)性質(zhì)的推算。的應(yīng)用就是熱力學(xué)性質(zhì)的推算。 本章的主要任務(wù)就是將純物質(zhì)和均相定組本章的主要任務(wù)就是將純物質(zhì)和均相定組成混合物系統(tǒng)的一些有用的熱力學(xué)性質(zhì)表達(dá)成成混合物系統(tǒng)的一些有用的熱力學(xué)性質(zhì)表達(dá)成為能夠直接測定的為能夠直接測定的p、V、T及及Cp*（理想氣體（理想氣體熱容）的普遍化函數(shù)，再結(jié)合狀

11、態(tài)方程和熱容）的普遍化函數(shù)，再結(jié)合狀態(tài)方程和Cp*模型，就可以得到從模型，就可以得到從p、V、T推算其它熱力學(xué)推算其它熱力學(xué)性質(zhì)的具體關(guān)系式。即可以實(shí)現(xiàn)由一個(gè)狀態(tài)方性質(zhì)的具體關(guān)系式。即可以實(shí)現(xiàn)由一個(gè)狀態(tài)方程和理想氣體熱容模型推算其它熱力學(xué)性質(zhì)。程和理想氣體熱容模型推算其它熱力學(xué)性質(zhì)。 12:44:333.1 熱力學(xué)性質(zhì)間的關(guān)系3.1.1 熱力學(xué)基本關(guān)系式 熱力學(xué)基本關(guān)系式適用于只有體積功存在的熱力學(xué)基本關(guān)系式適用于只有體積功存在的均相封閉系統(tǒng)均相封閉系統(tǒng)dUTdSPdVdHTdSVdPdAPdVSdTdGVdPSdT 12:44:333.1.2 點(diǎn)函數(shù)間的數(shù)學(xué)關(guān)系式（1） 對于全微分對于全微分

12、 或或 存在著存在著 （2） NdyMdxdzyxxNyMdyyzdxxzdzxy1xzyzyyxxz12:44:333.2.3 Maxwell關(guān)系式TPTVPSVSPSTVVSTPSVPTSPVTSdTVdPdGSdTPdVdAVdPTdSdHPdVTdSdU熱力學(xué)基本關(guān)系式熱力學(xué)基本關(guān)系式 Maxwell關(guān)系式關(guān)系式12:44:333.2 熱力學(xué)性質(zhì)的計(jì)算熱力學(xué)性質(zhì)的計(jì)算3.2.1 基本關(guān)系式的應(yīng)用基本關(guān)系式的應(yīng)用 根據(jù)相律根據(jù)相律 (相數(shù)相數(shù)) + i(獨(dú)立變量數(shù)獨(dú)立變量數(shù))N(組分?jǐn)?shù)組分?jǐn)?shù)) + 2 對于均相單組分的系統(tǒng)來說對于均相單組分的系統(tǒng)來說 iN + 21 + 212 即熱力學(xué)

13、狀態(tài)函數(shù)只要根據(jù)兩個(gè)變量即可計(jì)算。即熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)只要根據(jù)兩個(gè)變量即可計(jì)算。12:44:33dPTVdTTCdSPP理想氣體理想氣體PRTV PRTVPdPPRdTTCdSP第二第二 dS 方程方程（315a）12:44:330PRTPRTTVTVPdTCdHPdPTVTVdTCdHPPPRTV 第二第二 dH 方程方程（318）12:44:33液體液體 體積膨脹系數(shù)體積膨脹系數(shù) 對于液體對于液體是壓力的弱函數(shù)，通?？杉僭O(shè)為常數(shù)，是壓力的弱函數(shù)，通常可假設(shè)為常數(shù)，積分時(shí)可用算術(shù)平均值。積分時(shí)可用算術(shù)平均值。PTVV1VdPdTTCdPTVdTTCdSPPPdPTVdTCdPTVTVdTCdHP

14、PP112:44:33例3-3 試求液體水從A(0.1MPa，25) 變化到B(100MPa，50)時(shí)的焓變和熵變 A (0.1MPa,25) B (0.1MPa,50) (100MPa,50) MPaTTCdTTCTTCdTCABPPABPP1 . 0ln在CPPTVdPTVPPVdPVABAB5011在VdPdTTCdSPdPTVdTCdHP1H1=S1=S2=H2=12:44:33當(dāng) P=0.1MPa 時(shí)，當(dāng) T= 50 時(shí)，3107523147530575.CP66105131025684588881725351724018.VKmolJPPVTTCSABABP/1473. 51 .

15、0100888.171051315.29815.323ln310.75ln6mol/J.H5337312:44:333.2.2 剩余性質(zhì)法 剩余性質(zhì)剩余性質(zhì)MR的定義的定義 MR = M - M* (3-31) 式中式中M與與M*分別為在相同溫度和壓力下，真實(shí)氣體分別為在相同溫度和壓力下，真實(shí)氣體與理想氣體的某一廣度熱力學(xué)性質(zhì)的摩爾值，如與理想氣體的某一廣度熱力學(xué)性質(zhì)的摩爾值，如V、U、H、S和和G等。等。 真實(shí)氣體的熱力學(xué)性質(zhì)真實(shí)氣體的熱力學(xué)性質(zhì) M = M*+ MR 對于焓和熵對于焓和熵 H = H*+ HR S = S*+ SR 12:44:33 理想氣體dPPRdTTCdSPdTCdH

16、P 將T0和P0下的理想氣體作為參比態(tài)，參比態(tài)的焓值和熵值分別用H0* 和S0*表示。對上兩式由T0和P0開始積分到T和PTTPdTCHH00000PPlnRdTTCSSTTPRTTPRHdTCHHHH00RTTPRSPPlnRdTTCSSSS00012:44:33 在等溫的條件下將上式對 P 微分 等溫時(shí)的狀態(tài)變化，可以寫成MMMRTTTRPMPMPM等溫dPPMPMdMTTR等溫PPTTRRdPPMPMMM00000000RRS,HP時(shí)，當(dāng)12:44:333630等溫PPRdPTVTVH3730等溫PPRdPTVPRS12:44:33 剩余焓和剩余熵的計(jì)算方法剩余焓和剩余熵的計(jì)算方法 根據(jù)

17、根據(jù)P-V-T實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算 狀態(tài)方程法狀態(tài)方程法 普遍化關(guān)系法普遍化關(guān)系法3630等溫PPRdPTVTVH3730等溫PPRdPTVPRS12:44:33 3.2.3 狀態(tài)方程法狀態(tài)方程法（1）以T、P為自變量的狀態(tài)方程3630等溫PPRdPTVTVHRTBPRTPVZ1BPRTVdTdBPRTVPdTdBTBdTdBPRTBPRTTVTVPPdTdBTBdPdTdBTBdPTVTVHPPPR0012:44:33 例 計(jì)算1.013MPa、453K的飽和苯蒸氣的HR和SR，已知 3730等溫PPRdPTVPRSPdTdBdPdTdBPRPRSPR0mol/cmTB.34210007

18、8PT.TTPdTdBTBH.R4342421421000781000782.42.410001000783.4783.4 1.0131797 /453RHPJ molT 2.43.4178 10002.42.80 /RdBSPPJmol KdTT 12:44:33（2）以以T、V為自變量的狀態(tài)方程為自變量的狀態(tài)方程 adVPTPTRTPVHVVR533 bdVTPdPPRSPVVR5330RK方程方程1.51.51ln 1RHabZRTbRTV 1.5lnln 12RP VbSabRRTbRTV12:44:33SRK方程方程PR方程方程 11ln 1RHdabZaTRTbRTdTV 1lnl

19、n 1RP VbSdabRRTbR dTV2111ln2 221RVbHdaZaTRTdTbRTVb 1.5211lnln2 221RVbP VbSdaRRTdTbRTVb12:44:33例3-5 用RK方程計(jì)算125 ，10MPa下丙烯的HR和SR a=1.629107MPa cm6 K 0.5/mol2 b=56.94cm3/mol試差得 V=142.2cm3/molbVVlnbRTa.ZRTH.R51511758294562142214223983148945610629151123983148214210517.ln.RTH.Rmol/J.HR913123983148758212:44

20、:33bVVlnbRTaRTbVPlnRS.R51208529156214221422398314891562106281239831489156214210517.ln.lnRS.RKmol/J.SR34173148085212:44:333.2.4 氣體熱力學(xué)性質(zhì)的普遍化關(guān)系法氣體熱力學(xué)性質(zhì)的普遍化關(guān)系法(1) 由普遍化關(guān)聯(lián)圖表由普遍化關(guān)聯(lián)圖表HRTHRTHRTSRSRSRRcRcRcRRR 010112:44:33（2）普遍化維里系數(shù)）普遍化維里系數(shù) 適用于適用于Vr 2或圖或圖2-9曲線上方曲線上方rrrRrrrrrcRdTdBdTdBPRSdTdBTBdTdBTBPRTH101100

21、251241620610722017201390675042200830.rr.r.rr.rT.dTdBT.BT.dTdBT.B12:44:33例3-6 計(jì)算1-丁烯蒸氣在473.15K，7MPa下的V、U、H和S。 假定1-丁烯飽和液體在273.15K(Ps=1.27 105Pa)時(shí)的H和S值為零。已知 Tc=419.6K Pc=4.02MPa =0.187 Tn=267K（正常沸點(diǎn)） Cp*/R=1.967+31.630 10-3T-9.837 10-6T2 解 查圖得 Z0=0.476 Z1=0.135 Z=Z0+ Z1=0.476+0.187 0.135=0.5017410247131

22、641915473.P.Trrmol/m.PZRTV3281507000154733148501012:44:33 參考態(tài) H S 終態(tài)273.15K,0.127MPa 473.15K, 7MPa 丁烯飽和液體 丁烯蒸汽vv RRSHb11 dSHRR2212:44:33(a) 求H v 和 S v rncnnT.Pln.TH93002897107997982636093002897102407999300289710799.ln.T.Pln.THrncnn63606419267.TTTcnrnmol/J.Hn22105798226712:44:33用Waton公式求273.15K時(shí)的汽化熱3

23、8011.rnrnvTTHH6510641915273.Trmol/J.TTHH.rnrnv217546360165101221051138038064791527321754.THSvvJ /（molK）12:44:33(b) 求RRSH110316002412706510.P.Trr73672209040172013900626750756042200830251241620610.T.dTdB.T.B.T.dTdB.T.B.rr.r.rr.r09750736651090401870062651075600316011001.dTdBTBdTdBTBPRTHrrrrrcRmol/J.HR1

24、3406419314809750112:44:33rrrRdTdBdTdBPRS101104907361870062031601.RSRKmolJ.SR87210314810490112:44:33(c) 求H* 和 S*mol/J.dTT.T.RdTCH.TTP20564152731547331083791527315473210633115273154739671314810837910630319671336223154731527326321Kmol/J.ln.ln.lnRdTT.T.RdPPRdTTCS.PPTTP14221270731481527315473210837915273

25、154736331152731547396713148127071083791063319671226154731527363212112:44:33(d) 求RRSH22741131.P.Trr5606316203421010.RS.RS.RTH.RTHRRcRcR73156018706314626201870342102102.RSRSRS.RTHRTHRTHRRRcRcRcRKmolJ.Smol/J.HRR381431487318582641931484622212:44:34mol/J.HHHHHHRRv3407685822056413402175421Kmol/J.SSSSSSRRv

26、27883814142287210647921Kmol/J.PVHU321061028150107340763612:44:34 3.3 逸度與逸度系數(shù)逸度與逸度系數(shù)3.3.1 逸度及逸度系數(shù)的定義逸度及逸度系數(shù)的定義在恒溫下，將此關(guān)系式應(yīng)用于在恒溫下，將此關(guān)系式應(yīng)用于1摩爾純流體摩爾純流體i時(shí)，得時(shí)，得SdTVdPdG等溫dPVdGii對于理想氣體對于理想氣體, V=RT/P, 則則等溫PdPRTdGi等溫PlnRTddGi12:44:34對于真實(shí)氣體，定義逸度對于真實(shí)氣體，定義逸度fi等溫iiflnRTddG 10PflimiP逸度系數(shù)的定義逸度系數(shù)的定義Pfii逸度與壓力具有相同的單位，

27、逸度系數(shù)是無因次逸度與壓力具有相同的單位，逸度系數(shù)是無因次的。的。12:44:343.3.2 氣體的逸度氣體的逸度 (1) 從從P、V、T實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算逸度和逸度系數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算逸度和逸度系數(shù)對對i 的定義表達(dá)式取對數(shù)并微分得：的定義表達(dá)式取對數(shù)并微分得：dPVflnRTdiiPdPfdPdfddiiilnlnlnlnPdPRTdPVlndii12:44:34 將將PVT的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入上式進(jìn)行數(shù)值積分的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入上式進(jìn)行數(shù)值積分或圖解積分可求出逸度系數(shù)。或圖解積分可求出逸度系數(shù)。dPPRTVlnPii01 將上式從壓力為零的狀態(tài)積分到壓力為將上式從壓力為零的狀態(tài)積分到壓力為P的狀態(tài)，并考慮到當(dāng)

28、的狀態(tài)，并考慮到當(dāng)P 0時(shí)時(shí), i l，得，得12:44:34(2) 從焓值和熵值計(jì)算逸度和逸度系數(shù)從焓值和熵值計(jì)算逸度和逸度系數(shù) 在相同的溫度下，從基準(zhǔn)態(tài)壓力在相同的溫度下，從基準(zhǔn)態(tài)壓力P*積分到壓力積分到壓力PiidGRTflnd1iiiiGGRTffln1根據(jù)定義根據(jù)定義：iiiiiiTSHGTSHG 如果基準(zhǔn)態(tài)的壓力如果基準(zhǔn)態(tài)的壓力P*足夠低足夠低 Pfi可得可得iiiiiSSTHHRPfln112:44:34例例3-7確定過熱水蒸氣在確定過熱水蒸氣在473.15K和和9.807105Pa時(shí)的逸度和逸度系數(shù)時(shí)的逸度和逸度系數(shù) 解解 附表附表4中中473.15K時(shí)的最低壓力為時(shí)的最低壓力

29、為6kPa， 假設(shè)蒸氣處于此狀態(tài)時(shí)是理想氣體，則從蒸假設(shè)蒸氣處于此狀態(tài)時(shí)是理想氣體，則從蒸氣表中查出如下的基準(zhǔn)態(tài)值：氣表中查出如下的基準(zhǔn)態(tài)值：Kkg/kJ.Skg/kJ.HkPPiia1398972879612:44:34(3) (3) 用狀態(tài)方程計(jì)算逸度和逸度系數(shù)用狀態(tài)方程計(jì)算逸度和逸度系數(shù)維里方程維里方程dPPRTVlnP01RTPBRTPVZ1RTBPRTV10lnPBBPdPRTRT 以以T、P為自變量的狀態(tài)方程為自變量的狀態(tài)方程12:44:34 以以T、V為自變量的狀態(tài)方程為自變量的狀態(tài)方程1.5ln1 lnlnP VbfPVaVPRTRTbRTVb SRK方程方程 ln1 lnln

30、 1P VbfabZPRTbRTV PR方程方程 211ln1 lnln2 221VbP VbfZPRTbRTVb 12:44:34(4) 用普遍化關(guān)系式計(jì)算逸度和逸度系數(shù)用普遍化關(guān)系式計(jì)算逸度和逸度系數(shù)普遍化壓縮因子普遍化壓縮因子 1010BBRTBPcc10BBTPlnrr2416101720039042200830.r.rT.BT.BrPlnccrBPBPRTRTT12:44:34例例3-8 計(jì)算計(jì)算1-丁烯蒸氣在丁烯蒸氣在473.15K，7MPa下的下的 f 和和 1870741131.P.Trr0951620010. 631009516200187010.aMP.Pf42476310

31、12:44:34例例3-9 用下列方法計(jì)算用下列方法計(jì)算407K，10.203MPa下丙烷的逸度下丙烷的逸度（a）理想氣體（）理想氣體（b）RK 方程（方程（c）普遍化三參數(shù)法）普遍化三參數(shù)法 (a) 理想氣體理想氣體 f=P=10.203MPa152024648369.MP.PK.Tacc25067522108301427480mol/KcmMP.PTR.a.ac.cmol/cm.PRT.bcc37462086640PRTV baT V V b12 /12:44:34aMPPf082. 5203.104981. 0bVVlnbRTaRTbVPlnRTPVln.5116970074624515

32、14515140731487462108301407314874624515120310140731784515120310517.ln.ln.ln.49810.12:44:34(c) 普遍化三參數(shù)法普遍化三參數(shù)法403224642031010118369407.P.Trr061489010. 493800614890152010.aMP.Pf0385203104938012:44:343.3.3 液體的逸度液體的逸度液體的摩爾體積液體的摩爾體積Vi可當(dāng)作常數(shù)時(shí)可當(dāng)作常數(shù)時(shí)dPRTVexpPfPPlisisilisiRTPPVexpPfsilisisili壓力不高時(shí)壓力不高時(shí)sisiliPf飽

33、和液體的逸度飽和液體的逸度未飽和液體（壓縮液體）的逸度未飽和液體（壓縮液體）的逸度sisisiliPff12:44:343.4兩相系統(tǒng)的熱力學(xué)性質(zhì)及熱力學(xué)圖表兩相系統(tǒng)的熱力學(xué)性質(zhì)及熱力學(xué)圖表3.4.1 兩相系統(tǒng)的熱力學(xué)性質(zhì)兩相系統(tǒng)的熱力學(xué)性質(zhì)lglglMMxMxMxMM1x = 0 時(shí)為飽和液體時(shí)為飽和液體, M =Ml0 x = 1 時(shí)為飽和蒸汽，時(shí)為飽和蒸汽，M =Mg1 = Mg x為氣相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為氣相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(品質(zhì)或干度）；品質(zhì)或干度）；M為單位質(zhì)量的為單位質(zhì)量的某一熱力學(xué)性質(zhì)；某一熱力學(xué)性質(zhì)；Ml為單位質(zhì)量飽和液體的熱力學(xué)性為單位質(zhì)量飽和液體的熱力學(xué)性質(zhì)；質(zhì)；Mg為單位質(zhì)量飽和蒸

34、汽的熱力學(xué)性質(zhì)。為單位質(zhì)量飽和蒸汽的熱力學(xué)性質(zhì)。0 x 0, 通常ij不等于ji,ii = jj =1 (gij gii)為二元交互作用能量參數(shù)二元溶液的Wilson方程211221122112212211xxxxx)xxln(ln211221122112121122xxxxx)xxln(lnRTggexpVVll11121212RTggexpVVll222121215 化工過程的能量分析化工過程的能量分析 5.1 能量平衡方程能量平衡方程 5.2 熱功間的轉(zhuǎn)換熱功間的轉(zhuǎn)換 5.3 熵函數(shù)熵函數(shù) 5.4 理想功、損失功和熱力學(xué)效率理想功、損失功和熱力學(xué)效率 5.5 有效有效能能5.1 能量平衡

35、方程能量平衡方程 5.1.1 能量守恒與轉(zhuǎn)化能量守恒與轉(zhuǎn)化 一切物質(zhì)都具有能量，能量是物質(zhì)固有的特性。通常，能量可分為兩大類，一類是系統(tǒng)蓄積的能量，如動(dòng)能、勢能和熱力學(xué)能，它們都是系統(tǒng)狀態(tài)的函數(shù)。另一類是過程中系統(tǒng)和環(huán)境傳遞的能量，常見有功和熱量，它們就不是狀態(tài)函數(shù)，而與過程有關(guān)。熱量是因?yàn)闇囟炔顒e引起的能量傳遞，而做功是由勢差引起的能量傳遞。因此，熱和功是兩種本質(zhì)不同且與過程傳遞方式有關(guān)的能量形式。 能量的形式不同，但是可以相互轉(zhuǎn)化或傳遞，在轉(zhuǎn)化或傳遞的過程中，能量的數(shù)量是守恒的，這就是熱力學(xué)第一定律，即能量轉(zhuǎn)化和守恒原理。 體系在過程前后的能量變化E應(yīng)與體系在該過程中傳遞的熱量Q與功W之代

36、數(shù)和相等。 體系吸熱為正值，放熱為負(fù)值； 體系得功為正值，對環(huán)境做功為負(fù)值。WQE5.1.2 封閉體系的能量平衡方程封閉體系的能量平衡方程 在封閉體系非流動(dòng)過程中的熱力學(xué)第一定律數(shù)學(xué)表達(dá)式為 WQU5.1.3 穩(wěn)態(tài)流動(dòng)體系的能量平衡方程穩(wěn)態(tài)流動(dòng)體系的能量平衡方程 穩(wěn)態(tài)流動(dòng)是指流體流動(dòng)途徑中所有各點(diǎn)的狀況都不隨時(shí)間而變化，系統(tǒng)中沒有物料和能量的積累。穩(wěn)態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)的能量平衡關(guān)系式為：穩(wěn)態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)的能量平衡關(guān)系式為：WQEE12 單位質(zhì)量流體帶入、帶出能量的形式為動(dòng)能(u2/2)，勢能(gz)和熱力學(xué)能(U)。 流體從截面1通過設(shè)備流到截面2，在截面1處流體進(jìn)入設(shè)備所具有的狀況用下標(biāo)1表示，此處距基

37、準(zhǔn)面的高度為z1，流動(dòng)平均速度u1，比容V1，壓力P1以及內(nèi)能U1等。同樣在截面2處流體流出所具有的狀況用下標(biāo)2表示。1211121gzuUE2222221gzuUE g為重力加速度。 系統(tǒng)與環(huán)境交換功W，實(shí)際上由兩部分組成。一部分是通過泵、壓縮機(jī)等機(jī)械設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，使系統(tǒng)與環(huán)境交換的軸功Ws；另一部分是單位質(zhì)量物質(zhì)被推入系統(tǒng)時(shí)，接受環(huán)境所給與的功，以及離開系統(tǒng)時(shí)推動(dòng)前面物質(zhì)對環(huán)境所作的功。 假設(shè)系統(tǒng)入口處截面面積為Al，流體的比容為V1，壓力為P1，則推動(dòng)力為P1A1，使單位質(zhì)量流體進(jìn)入系統(tǒng)，需要移動(dòng)的距離為V1/A1，推動(dòng)單位質(zhì)量流體進(jìn)入系統(tǒng)所需要的功為111111VPAVAP這是單位質(zhì)量

38、流體進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，接受后面流體(環(huán)境)所給予的功；同樣,單位質(zhì)量流體離開系統(tǒng)時(shí)，必須推動(dòng)前面的流體(環(huán)境)，即對環(huán)境作 P2V2的功。這種流體內(nèi)部相互推動(dòng)所交換的功，稱為流動(dòng)功。只有在連續(xù)流動(dòng)過程中才有這種功。對于流動(dòng)過程，系統(tǒng)與環(huán)境交換的功是軸功與流動(dòng)功之和2211VPVPWWs 穩(wěn)態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)的能量平衡關(guān)系可寫為22111211222222VPVPWQgzuUgzuUssWQzguPVU22 將焓的定義 H=U+PV 代入上式可得穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)的能量平衡方程 穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)的熱力學(xué)第一定律表達(dá)式為： 使用上式時(shí)要注意單位必須一致。按照SI單位制，每一項(xiàng)的單位為 Jkg-1。動(dòng)能和位能的單位sWQz

39、guH22kgJkgmNskgmkgsm2222流動(dòng)功包含在焓中軸功 H、u2/2、gz、Q和Ws 分別為單位質(zhì)量流體的焓變、動(dòng)能變化、位能變化、與環(huán)境交換的熱量和軸功。（513）可逆條件下的軸功可逆條件下的軸功對于液體，在積分時(shí)一般對于液體，在積分時(shí)一般可將可將V當(dāng)作常數(shù)。當(dāng)作常數(shù)。對于氣體怎么辦？對于氣體怎么辦？對于理想氣體等溫過程對于理想氣體等溫過程RTVP21lnRPWRTP左式只適用于理想氣體等左式只適用于理想氣體等溫過程溫過程21PRPWVdP噴嘴與擴(kuò)壓管噴嘴與擴(kuò)壓管 噴嘴與擴(kuò)壓管的結(jié)噴嘴與擴(kuò)壓管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是進(jìn)出口截面積構(gòu)特點(diǎn)是進(jìn)出口截面積變化很大。流體通過時(shí)，變化很大。流體通過時(shí)

40、，使壓力沿著流動(dòng)方向降使壓力沿著流動(dòng)方向降低，而使流速加快的部低，而使流速加快的部件稱為噴嘴。反之，使件稱為噴嘴。反之，使流體流速減緩，壓力升流體流速減緩，壓力升高的部件稱為擴(kuò)壓管。高的部件稱為擴(kuò)壓管。噴嘴擴(kuò)壓管噴嘴與擴(kuò)壓管噴嘴與擴(kuò)壓管 sWQzguH22是否存在軸功?否否是否和環(huán)境交換熱量?通常可以忽略通?？梢院雎晕荒苁欠褡兓?否否202uH2222112uuHH質(zhì)量流率（穩(wěn)定流動(dòng)）質(zhì)量流率（穩(wěn)定流動(dòng)）222111VAuVAum流體通過焓值的改變來換取動(dòng)能的調(diào)整透平機(jī)和壓縮機(jī)透平機(jī)和壓縮機(jī) 透平機(jī)是借助流體的透平機(jī)是借助流體的減壓和降溫過程來產(chǎn)出功減壓和降溫過程來產(chǎn)出功 壓縮機(jī)可以提高流體壓

41、縮機(jī)可以提高流體的壓力，但是要消耗功的壓力，但是要消耗功 透平機(jī)和壓縮機(jī)透平機(jī)和壓縮機(jī) sWQzguH22是否存在軸功?是是!是否和環(huán)境交換熱量?通?？梢院雎酝ǔ？梢院雎晕荒苁欠褡兓?不變化或者可以忽略不變化或者可以忽略動(dòng)能是否變化？通?？梢院雎酝ǔ？梢院雎詓WH 節(jié)流閥節(jié)流閥 理想氣體通過節(jié)流閥溫度不變理想氣體通過節(jié)流閥溫度不變sWQzguH22節(jié)流閥節(jié)流閥是否存在軸功?否否是否和環(huán)境交換熱量?通?？梢院雎酝ǔ？梢院雎晕荒苁欠褡兓?否否動(dòng)能是否變化?通?？梢院雎酝ǔ？梢院雎?H混合設(shè)備混合設(shè)備 混合兩種或多種流體混合兩種或多種流體是很常見。是很常見?；旌掀骰旌掀鱯WQzguH22混合設(shè)備混合

42、設(shè)備是否存在軸功?否否是否和環(huán)境交換熱量?通?？梢院雎酝ǔ？梢院雎晕荒苁欠褡兓?否否動(dòng)能是否變化?否否0H當(dāng)不止一個(gè)輸入物流或（和）輸出物流時(shí) Hi為單位質(zhì)量第i股輸出物流的焓值，xi為第i股輸出物流占整個(gè)輸出物流的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 Hj為單位質(zhì)量第j股輸入物流的焓值，xj為第j股輸入物流占整個(gè)輸入物流的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。jjiiHxHxH入出mmxmmxjjii為一股物流的質(zhì)量流量。jimmmmmji入出m 為總質(zhì)量流量?；旌显O(shè)備混合設(shè)備 1 3 2 混合器混合器0jjiiHxHxH入出32211HHxHx121 xx換熱設(shè)備換熱設(shè)備 整個(gè)換熱設(shè)備與環(huán)境交換的熱量可以忽略不計(jì)，換熱設(shè)備內(nèi)部兩股物流存在熱量

43、交換。換熱設(shè)備的能量平衡方程與混合設(shè)備的能量平衡方程相同，但物流之間不發(fā)生混合。0jjiiHxHxH入出4231HxHxHxHxBABABABBBAAAmmmxmmmx mA和mB分別為流體A和流體B的質(zhì)量流量管路和流體輸送管路和流體輸送穩(wěn)態(tài)流動(dòng)模型通常是一穩(wěn)態(tài)流動(dòng)模型通常是一個(gè)不錯(cuò)的近似個(gè)不錯(cuò)的近似通過泵得到軸功通過泵得到軸功位能變化位能變化泵水管路和流體輸送管路和流體輸送是否存在軸功?有時(shí)存在有時(shí)存在是否和環(huán)境交換熱量?通常是通常是位能是否變化?有時(shí)變化有時(shí)變化動(dòng)能是否變化?通常不變化通常不變化sWQzguH22Bernoulli 方程方程sWQzguH22PVUHPVU 實(shí)際流體的流動(dòng)過

44、程存在摩擦損耗，意味機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際流體的流動(dòng)過程存在摩擦損耗，意味機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃W(xué)能，有摩擦損耗熱力學(xué)能，有摩擦損耗UF對于無熱、對于無熱、無軸功交換、無軸功交換、/PU 不可壓縮流體的穩(wěn)流過程不可壓縮流體的穩(wěn)流過程022uzgPF對于非粘性流體或簡化的理想情況，可忽略摩擦損耗，則對于非粘性流體或簡化的理想情況，可忽略摩擦損耗，則022uzgP例 5-1 1.5MPa的濕蒸汽在量熱計(jì)中被節(jié)流到0.1MPa和403.15K，求濕蒸汽的干度解sWQzguH22節(jié)流過程無功的傳遞， 忽略散熱、動(dòng)能變化和位能變化12HHT H kJ/kg1202716.61602796.2130H26271622

45、796627161201601201302.Hkg/kJ.H5273621.5MPa 飽和液體焓值 Hl=844.9 飽和蒸汽焓值 Hg=2792.2xHxHHgl115273612.HH970909844227929844527361.HHHHxlgl例 5-2解sWQzguH22 30的空氣，以5m/s的流速流過一垂直安裝的熱交換器，被加熱到150 ，若換熱器進(jìn)出口管直徑相等，忽略空氣流過換熱器的壓降，換熱器高度為3m，空氣的Cp=1.005kJ/(kgK)，求50kg空氣從換熱器吸收的熱量kJ.TTCmHmP603030342300515012將空氣當(dāng)作理想氣體，并將空氣當(dāng)作理想氣體，并

46、忽略壓降時(shí)忽略壓降時(shí)1122VTVTAuTAuT1122s/m.TTuu98630342351212kJ.J.um5930593259865021222換熱器的動(dòng)能變化和位能變化可以忽略不計(jì)換熱器的動(dòng)能變化和位能變化可以忽略不計(jì)kJ.J.zmg47211472381950kJ.Q60324721593060305.2 功熱間的轉(zhuǎn)化功熱間的轉(zhuǎn)化 熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律 克勞修斯說法：熱不可能自動(dòng)從低溫物體傳給高克勞修斯說法：熱不可能自動(dòng)從低溫物體傳給高溫物體。溫物體。 開爾文說法：不可能從單一熱源吸熱使之完全變開爾文說法：不可能從單一熱源吸熱使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ灰鹌渌兓?。為有用的?/p>

47、而不引起其他變化。 熱力學(xué)第二定律說明過程按照特定方向，而熱力學(xué)第二定律說明過程按照特定方向，而不是按照任意方向進(jìn)行。不是按照任意方向進(jìn)行。 自然界中的物理過程能夠自發(fā)地向平衡方向自然界中的物理過程能夠自發(fā)地向平衡方向進(jìn)行。進(jìn)行。 我們可以使這些過程按照相反方向進(jìn)行，但是需我們可以使這些過程按照相反方向進(jìn)行，但是需要消耗功。要消耗功。 第一定律沒有說明過程發(fā)生的方向，它告訴我們第一定律沒有說明過程發(fā)生的方向，它告訴我們能量必須守衡。能量必須守衡。 第二定律告訴我們過程發(fā)生的方向。第二定律告訴我們過程發(fā)生的方向。熱機(jī)的熱效率熱機(jī)的熱效率火力發(fā)電廠的熱效率大約為火力發(fā)電廠的熱效率大約為40%高溫?zé)?/p>

48、源 TH低溫?zé)嵩?TL1211QQWQQ卡諾熱機(jī)的效率卡諾熱機(jī)的效率1211TTQW熵增原理熵增原理等號用于可逆過程，不等號用于不可逆過程。等號用于可逆過程，不等號用于不可逆過程。孤立體系孤立體系 TQdS0dS5.3 熵函數(shù)熵函數(shù)5.3.1 熵與熵增原理熵與熵增原理 5.3.2 熵平衡熵平衡產(chǎn)生出入體系STQSmSmSjjii0產(chǎn)生S 熵流是由于有熱量流入或流出系統(tǒng)所伴有的熵變化熵流是由于有熱量流入或流出系統(tǒng)所伴有的熵變化 可逆過程可逆過程 TQ由于傳遞的熱量可正，可負(fù)，可零，熵流也可正，可負(fù)，可由于傳遞的熱量可正，可負(fù)，可零，熵流也可正，可負(fù)，可零。零。 熵產(chǎn)生是體系內(nèi)部不可逆性引起的熵變

49、化熵產(chǎn)生是體系內(nèi)部不可逆性引起的熵變化 不可逆過程不可逆過程 0產(chǎn)生S產(chǎn)生體系STQS 穩(wěn)態(tài)流動(dòng)體系穩(wěn)態(tài)流動(dòng)體系 0產(chǎn)生出入STQSmSmjjii絕熱節(jié)流過程絕熱節(jié)流過程 ，只有單股流體，只有單股流體，mimjm, SmSSmSij產(chǎn)生可逆絕熱過程可逆絕熱過程出入jjiiSmSm單股流體單股流體jiSS 封閉體系封閉體系0TQ 5.4 理想功、損失功及熱力學(xué)效率理想功、損失功及熱力學(xué)效率 5.4.1 理想功理想功 系統(tǒng)在變化過程中，由于途徑的不同，所產(chǎn)生(或消耗)的功是不一樣的。理想功就是系統(tǒng)的狀態(tài)變理想功就是系統(tǒng)的狀態(tài)變化以完全可逆方式完成，理論上產(chǎn)生最大功或化以完全可逆方式完成，理論上產(chǎn)生

50、最大功或者消耗最小功。者消耗最小功。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)。所謂的完全可逆，指的是不僅系統(tǒng)內(nèi)的所有變化是完全可逆的，而且系統(tǒng)和環(huán)境之間的能量交換，例如傳熱過程也是可逆的。環(huán)境通常是指大氣溫度T0和壓力P0=0.1013MPa的狀態(tài)。 穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)的熱力學(xué)第一定律表達(dá)式為：穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)的熱力學(xué)第一定律表達(dá)式為：sWQzguH22 假定過程是完全可逆的，而且系統(tǒng)所處的環(huán)境可假定過程是完全可逆的，而且系統(tǒng)所處的環(huán)境可認(rèn)為是認(rèn)為是個(gè)溫度為個(gè)溫度為T0的恒溫?zé)嵩?。根?jù)熱力學(xué)第二定的恒溫?zé)嵩?。根?jù)熱力學(xué)第二定律，系統(tǒng)與環(huán)境之間的可逆?zhèn)鳠崃繛槁?，系統(tǒng)與環(huán)境之間的可逆?zhèn)鳠崃繛?Q

51、rev=T0SSTzguHWid022忽略動(dòng)能和勢能變化忽略動(dòng)能和勢能變化STHWid0 穩(wěn)流過程的理想功只與狀態(tài)變化有關(guān)，即與穩(wěn)流過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)境溫度初、終態(tài)以及環(huán)境溫度T0有關(guān)，而與變化的途徑無有關(guān)，而與變化的途徑無關(guān)。只要初、終態(tài)相同，無論是否可逆過程，其理關(guān)。只要初、終態(tài)相同，無論是否可逆過程，其理想功是相同的。理想功與軸功不同在于：理想功是想功是相同的。理想功與軸功不同在于：理想功是完全可逆過程所作的功，它在與環(huán)境換熱完全可逆過程所作的功，它在與環(huán)境換熱Q過程中過程中使用卡諾熱機(jī)作可逆功。使用卡諾熱機(jī)作可逆功。 通過比較理想功與實(shí)際功，可以評價(jià)實(shí)際過

52、程通過比較理想功與實(shí)際功，可以評價(jià)實(shí)際過程的不可逆程度。的不可逆程度。例 5-6 計(jì)算穩(wěn)態(tài)流動(dòng)過程中N2從813K、4.052MPa變到373K、1.013MPa時(shí)可做的理想功。N2的等壓熱容Cp=27.89+4.271 10-3T kJ/(kmolK), T0=293K 。解kmol/kJdTT.dTCHp1338610271489273738133Kkmol/kJ.ln.dT.T.dPPRdTTCSp0831205240131314810271489273738133kmol/kJ.STHWid984682312293133860 5.4.2 損失功損失功 系統(tǒng)在相同的狀態(tài)變化過程中，不可

53、逆過程的系統(tǒng)在相同的狀態(tài)變化過程中，不可逆過程的實(shí)際功與完全可逆過程的理想功之差稱為損失功。實(shí)際功與完全可逆過程的理想功之差稱為損失功。對穩(wěn)態(tài)流動(dòng)過程對穩(wěn)態(tài)流動(dòng)過程idsLWWWQzguHWs22202iduWHg zTS 體系0LWTSQ體系Q是系統(tǒng)與溫度為是系統(tǒng)與溫度為T0的環(huán)境所交換的熱量，的環(huán)境所交換的熱量，S是系是系統(tǒng)的熵變。由于環(huán)境可視為恒溫?zé)嵩?，統(tǒng)的熵變。由于環(huán)境可視為恒溫?zé)嵩?，Q相對環(huán)境相對環(huán)境而言，是可逆熱量，但是用于環(huán)境時(shí)為負(fù)號，即而言，是可逆熱量，但是用于環(huán)境時(shí)為負(fù)號，即 QT0S環(huán)境總STSTSTQSTWL00000 根據(jù)熱力學(xué)第二定律根據(jù)熱力學(xué)第二定律(熵增原理熵增原

54、理)， S 0 ，等號，等號表示可逆過程；不等號表示不可逆過程。實(shí)際過程總表示可逆過程；不等號表示不可逆過程。實(shí)際過程總是有損失功的，過程的不可逆程度越大，總熵增越大，是有損失功的，過程的不可逆程度越大，總熵增越大，損失功也越大。損失的功轉(zhuǎn)化為熱，使系統(tǒng)作功本領(lǐng)損失功也越大。損失的功轉(zhuǎn)化為熱，使系統(tǒng)作功本領(lǐng)下降，因此，不可逆過程都是有代價(jià)的。下降，因此，不可逆過程都是有代價(jià)的。5.4.3 熱力學(xué)效率熱力學(xué)效率acTididTacWWWW產(chǎn)生功需要功例 5-7 求298K，0.1013MPa的水變成273K，同壓力下冰的過程的理想功。設(shè)環(huán)境溫度分別為(1)298K；(2)248K。過程是穩(wěn)定流動(dòng)

55、過程。 解：忽略壓力的影響，查得有關(guān)數(shù)據(jù)狀態(tài)溫度/K焓/(kJ/kg)熵/(kJ/(kgK)H2O(l)298104.80.3666H2O(s)273-334.9-1.2265(1) 環(huán)境溫度為298K，高于冰點(diǎn)時(shí)kmol/kJ.STHWid04353666022651298810493340若使水變成冰，需用冰機(jī)，理論上應(yīng)消耗的最小功若使水變成冰，需用冰機(jī)，理論上應(yīng)消耗的最小功為為35.04kJ/kg。(2) 環(huán)境溫度為248K，低于冰點(diǎn)時(shí)kmol/kJ.STHWid61443666022651248810493340 當(dāng)環(huán)境溫度低于冰點(diǎn)時(shí)，水變成冰，不僅不需要當(dāng)環(huán)境溫度低于冰點(diǎn)時(shí)，水變成冰

56、，不僅不需要消耗外功，而且理論上可以回收的最大功為消耗外功，而且理論上可以回收的最大功為44.61kJ/kg。 理想功不僅與系統(tǒng)的始、終態(tài)有關(guān)，而且與環(huán)境理想功不僅與系統(tǒng)的始、終態(tài)有關(guān)，而且與環(huán)境溫度有關(guān)。溫度有關(guān)。例 5-8 用1.57MPa，484的過熱蒸汽推動(dòng)透平機(jī)作功,并在0.0687MPa下排出。此透平機(jī)既不是可逆的也不是絕熱的，實(shí)際輸出的軸功相當(dāng)干可逆絕熱功的85。另有少量的熱散入293K的環(huán)境，損失熱為7.12kJ/kg。求此過程的理想功、損失功和熱力學(xué)效率。解STHWid0QSTWWWidsL0idsTWW產(chǎn)生功850.WWRs可逆絕熱過程可逆絕熱過程21SSsWQHRWH 查

57、過熱水表汽表可知，初始狀態(tài)1.57MPa， 484 時(shí)蒸汽焓、熵值為H1=3437.5kJ/kg，S1=7.5035kJ/(kgK) (參見例3-12 ) 若蒸汽按絕熱可逆膨脹，則是等熵過程，當(dāng)膨脹至0.0687MPa時(shí)，熵為S2=S1=7.5035kJ/(kgK) 查過熱水蒸汽表0.035MPaH S0.07MPaH S0.0687MPaH S飽和蒸汽2631.4 7.71532660.0 7.4797100 2684.4 7.86042680.0 7.53412658.9 7.48852680.2 7.5462H kJ/kgS kJ/(kgK)2658.97.4885H27.5035268

58、0.27.5462P = 0.0687MPa926582268092658488575462748857503572.H.kg/kJ.H426642kg/kJ.HHWR1773534374266412kg/kJ.W.WRs16578501773850 此透平機(jī)實(shí)際輸出軸功 依據(jù)穩(wěn)流系統(tǒng)熱力學(xué)第一定律得到實(shí)際狀態(tài)2的焓為sWQHkg/kJ.WQHHs32773165712753437120.035MPaH S0.07MPaH S0.0687MPaH S120 2723.1 7.96442719.6 7.63752720.0 7.6496160 2800.6 8.15192798.2 7.8279

59、2798.3 7.8399H kJ/kgS kJ/(kgK)2720.07.64962773.3S22798.37.8399649678399764967027203279802720327732.S.779172.S kg/kJ.SSTHHSTHWid074550357779172935343732773120120kg/kJ.WWWidsL98707451657kg/kJ.QSTWL98712750357779172930或%.WWidsT208807451657 5.5 有效能有效能 5.5.1 有效能的概念有效能的概念 以平衡的環(huán)境狀態(tài)為基準(zhǔn)，理論上能夠以平衡的環(huán)境狀態(tài)為基準(zhǔn)，理論上能

60、夠最大限度地轉(zhuǎn)化為功的能量稱為有效能，理論最大限度地轉(zhuǎn)化為功的能量稱為有效能，理論上不能轉(zhuǎn)化為功的能量稱為無效能。上不能轉(zhuǎn)化為功的能量稱為無效能。5.5.2 有效能的計(jì)算有效能的計(jì)算 系統(tǒng)在一定狀態(tài)下的有效能，就是系統(tǒng)從該狀態(tài)系統(tǒng)在一定狀態(tài)下的有效能，就是系統(tǒng)從該狀態(tài)變化到基態(tài)（環(huán)境狀態(tài)）過程所作的理想功。變化到基態(tài)（環(huán)境狀態(tài)）過程所作的理想功。 12012SSTHHWid 穩(wěn)流體系從狀態(tài)穩(wěn)流體系從狀態(tài)1變到狀態(tài)變到狀態(tài)2，過程的理想功為，過程的理想功為： 當(dāng)系統(tǒng)由任意狀態(tài)當(dāng)系統(tǒng)由任意狀態(tài)(T, P)變到基態(tài)變到基態(tài)(T0, P0)時(shí)穩(wěn)流時(shí)穩(wěn)流系統(tǒng)的有效能系統(tǒng)的有效能EX為為:HSTSSTHH