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企麻岩陆
HefeiUniversity
论文
课程名称:化工热力学论文题目:化工过程的温物体而不产生其他影响,或不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响,或不可逆热力过程中嫡的微增量总是大丁零。乂称“嫡增定律”,表明了在自然过程中,一个孤立系统的总混乱度(即“嫡”)不会减小。
1. (一)热功转换与热量传递的方向和限度热量传递的方向与限度
热量传递的方向性是指高温物体可自发向低温物体传热,而低温物体向高温物体传热则必须消耗功。热量传递的限度是温度达到一致,不存在温差。
2. 热功转换的方向
功可以完全转化为热,而热只能部分转化为功。之所以有此结果,是由丁热是无序能量,而功是有序能量,自然界都遵循这样一个规律:有序运动可以自发转变为无序运动,而无序运动不能自发转变为有序运动。
3. 热功转换的限度一一卡诺循环
卡诺循环是热力学的基本循环,它由四个可逆过程完成一个工作循环,卡诺循环是将工质从高温热源吸收的热量转换为功的最大限度。
(二)嫡函数
嫡状态函数。只要初,终态相同。
七S可逆=•、:S不可逆
对丁不可逆过程应设计一个可逆过程,利用可逆过程的热温嫡积分进行嫡变计算。
对丁孤立体系(或绝热体系)8Q=°Q
由dSat可知dS占0
△S芝0嫡增原理表达式厂>0不可逆过程
芝0Y>0不可逆过程
三、理想功、损失功和热力学效率
理想功是指系统在一定的环境下,沿着完全可逆的途径从一个状态变到另一个状态所能产生的最大有用功或必须消耗的最小有用功开系稳流过程的理想功计算式:Wid=△H-T0△S。
损失功是由丁过程的不可逆是系统产生嫡而引起的作功能力的损失,不可逆过程的损失功计算式:WL=T0(△Ssys+△Ssur)=T0△St=T0△Sg
损失功W应映了实际过程的不可逆程度。
要想获得理想功,工程就必须实在完全可逆的情况下进行。由丁实际过程都是不可逆的,因此实际提供的ws必然小丁理想功,两者之比称为热力学效率。
产生过程:
消耗过程:
四、有效能---火用
在实际的能量传递和转换过程中,能量可以转化为功的程度,除了与能量的质量、体系所处的状态有密切关系外,还与过程的性质有关,如果过程接近丁可逆过程,其转化为功的程度就大,否则就小。为了衡量能量的可利用程度或比较体系在不同状态下可用丁作功的能量大小,Keenen在1932年提出了火用的概念。
(一)火用的概念
火用(Ex):体系从所处状态变化到基态,达到与环境完全热力学平衡时,所做的最大有用功。
火无(Ax):理论上不能转化为有用功的能量。
(二)稳流体系的火用的计算化工生产中经常碰到稳定流动的物系,对丁稳流物系火用的计算也相当重要。稳定流动物系的火用是指稳流物系从任意状态(T,P,H,S)以可逆方式变化到环境状态(T0,P0,H0,S0)时,所能做出的最大有用功对丁稳流体系,从状态1T状态2,其动能、位能可忽略不计则:Wid=(H2-H1)-T0(S2-S1)故当体系由任意状态(P,T)变到基态(P0,T0)时,则上式Wid的负值就是入口状态物流的火用。EX=—Wid=—[