文档介绍：第5章化工过程的能量分析一、。。。错。过程熵变的定义为,即可逆过程的热温商才是熵变。,是否可以设计一个绝热可逆过程来计算其熵变化?否。绝热不可逆过程是自发过程,而绝热可逆过程是平衡过程,两者不能替代。但是对一个不可逆过程的熵变,可以设计一系列可逆过程来计算有相同初、终态的过程熵变。,自发过程一定是不可逆的。否。自发过程一定是不可逆的,但不可逆过程不一定是自发的。例如:理想气体的等外压压缩就不是自发过程,但是不可逆过程。,但热一定不能全部转化为功。否。功可以自发地全部变为热,热也可以全部转化为功,但一定会引起其他变化。例如,理想气体等温膨胀是ΔT=0;ΔU=0,Q=W,热全部转化为功,但系统的体积变大了,压力变小了。,其有效能均为正对。根据热力学原理,一切不平衡状态均走向平衡,可以作功。因此所有偏离环境温度的状态应具有正的有效能。二、,其参数变化为。A⊿T=0,⊿S=0B⊿T=0,⊿S>0C⊿T≠0,⊿S>0D⊿T=0,⊿S<0(B)。系统工质经历一个可逆定温过程,由于温度没有变化,故该系统不能与外界交换能量。2.(1)孤立体系的熵永远增加。(2)在绝热的条件下,趋向平衡的过程中,体系的熵增加。(3)孤立体系的熵永不减少。(4)可用体系的熵函数的增加或不变来判断过程是否可逆。上述表述中全部错误的是A(1)(4)B(2)(4)C(2)(3)D(1)(2)A。(1)孤立体系的自发过程向着熵值增大的方向进行,直到体系的熵具有极大值(dS=0)时达到平衡态。(4)熵增原理必须在孤立体系或绝热体系中应用。 △H+g△Z+△u2=Q+Ws中,如果u的单位用m/s,则H的单位为:AJ/sBkJ/kgCJ/kgDkJ/g(C)三、(1470kPa,过热到538℃,环境温度t0=16℃)在流动过程中可能得到的最大功。解:这是求算1kmol的蒸气由始态(538℃,1470kPa)变化到终态(16℃,)的液体水时所得到的最大功。由过热水蒸气表查得初始态时的焓与熵分别为H1=,S1=/(kg·K)由饱和水蒸气表可查得终态时水的焓与熵分别为H2=,S2=/(kg·K)所以过程的焓变和熵变分别为H=M(H2-H1)=(-)=-(kJ/kmol) S=M(S2-S1)=(-)=-(kJ/(kkmol·K))若理想功为所能提供的最大有用功,则Wid=H-T0S=-+(16+)(-)=-×104(kJ/kmol)℃加热到沸点,并且在此温度下完全蒸发,如果环境温度为20℃,试问加给水的热量中最大有多少可转变成功量。解:100kPa压力下水的沸点约为100℃,有水蒸气表查得H1=,S1=/(kg·K)在环境温度(T0=t0+=)下,100kPa压力下水的焓和熵为H0=,S0=/(kg·K)所以加给水的热量为Qp=H=H1-H0=-=(kJ/kg)100kPa压力下水蒸气转化为20℃的水所能产生的最大功为Wid=H-T0S=-2592.-(-)=-(kJ/kg),从初始温度305K降低到278K所需的最小功率Nmin,环境温度305K。/(kmol·K)。解:在冷却过程中,空气的焓变和熵变分别为过程所需的最小功为Wid=H-T0S=--305(-)=(kJ/kmol)所以这一冷却过程所需的最小功率为Nid=nWid=45×=(kJ/min)=,环境空气从100kPa及5℃压缩到1000kPa,压缩机的气缸用水冷却。在此特殊实验中,水通过冷却夹套,其流率为100kg/kmol(空气)。冷却水入口温度为5℃,出口温度为16℃,空气离开压缩机时的温度为145℃。假设所有对环境的传热均可忽略。试计算实际供给压气机的功和该过程的理想功的比值。假