文档介绍：第二章能量转换基础?热力学第一定律: “量”?热力学第二定律: “质”?本章内容:用工程热力学理论分析能量转换过程,主要介绍分析方法结合“量”和“质”1 能量转换?物质的每一种运动都具有做功能力,即所说的具有“能”。工业、企业主要能的形式有:热能、机械能、电能、化学能。相互转换关系: 输入能输出能热能化学能机械能电能热能传热过程吸热反应热力发动机热电偶化学能燃烧过程化学反应肌肉电池机械能摩擦机械转动发电机电能电热电解电动机变压器 23 从表 2-2 各种能源间的转换方式可以看出: 绝大多数的能量都是通过热能这个环节而被利用的。在我国占到 90% ,世界各国平均也超过 85% 。分析其转换特点,对有效能量有重要意义!!! 对转换装置的要求: 1、转换效率高; 指转换后得到的能量(受益)与转换前耗费的能量(支付)之比。支付收益转换效率= 4 2、转换速度快,能流密度要大; 设备紧凑、轻便内燃机比燃料电池更适于汽车、火车 3、具有良好的负荷调节性; 4、满足环境的要求和经济上的合理。两者往往相互矛盾,降低污染与经济性统一起来。 5 能量平衡?热力学第一定律: [输入能量]-[ 输出能量]=[ 储存能量的变化] WE???Q对于封闭系统: E = U + E k + E p宏观动能 E k = mc 2 /2 宏观位能 E p = mgz 机械能分子动能(移动、转动、振动) 分子位能(相互作用) U 6 实际生产过程可以看成一个稳定流动系统,忽略宏观流动动能及位能的变化。系统 iH eH iQ eQ iW eW0E)()(???????? eeeiiiWQHWQH第一定律表示为: eeeiiiWQHWQH?????WHHQ ie???)( eiQQQ??为净输入功 ieWWW??为净输入热量 7 注意: 1、焓的绝对值是不能求得的,在计算各项焓值时,实际上是指该状态的焓值与基准状态下的焓值的差值,并取基准状态(如 0℃,1个大气压)下的焓值为 0。 2、在热平衡关系式中,焓与热量具有相同的单位,但是,焓是指能量,焓是状态参数,可以说物料的焓是多少,热量是过程参数,不能说物料的热量是多少。 1kcal = 1kW · h=860kcal=3600kJ 8能量之间数量的关系热力学第一定律能量守恒与转换定律所有满足能量守恒与转换定律的过程是否都能自发进行 (可用能) 9自发过程的方向性自发过程: 不需要任何外界作用而自动进行的过程。自然界自发过程都具有方向性?热量由高温物体传向低温物体?摩擦生热?水自动地由高处向低处流动?电流自动地由高电势流向低电势 10