節(jié)能減排第2章 節(jié)能的熱力學(xué)原理

1、趙軍趙軍青島科技大學(xué)青島科技大學(xué)化工學(xué)院化工學(xué)院1熱力學(xué)熱力學(xué)基本基本原理：原理：l能量轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換 熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律 熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律22.1 基本概念基本概念u熱力熱力系統(tǒng)：系統(tǒng)：我們的研究對象（物質(zhì)或空間）（1）封閉系統(tǒng)（2）孤立系統(tǒng)（3）敞開系統(tǒng) （4）絕熱系統(tǒng)u平衡狀態(tài)：平衡狀態(tài)：一定條件下，系統(tǒng)中各相的性質(zhì)不隨時間的變化而變化（熱平衡、力平衡、相平衡、化學(xué)平衡）u狀態(tài)參數(shù)狀態(tài)參數(shù)（溫度、壓力、比容和密度、內(nèi)能、焓、熵等）和狀態(tài)方程u功和功和熱量：熱量：系統(tǒng)與環(huán)境之間交換的能量u可逆過程可逆過程：某一系統(tǒng)經(jīng)過某一過程，由狀態(tài)（1）變成狀態(tài)（2）之后，如果能使系

2、統(tǒng)和環(huán)境都完全復(fù)原（即系統(tǒng)回到原來的狀態(tài)，同時消除了原來過程對環(huán)境所產(chǎn)生的一切影響，環(huán)境也復(fù)原）3對于任何能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)：輸入系統(tǒng)的能量輸出系統(tǒng)的能量 系統(tǒng)儲存能量的變化4熱力學(xué)第一定律是能量轉(zhuǎn)換與守恒定律，即孤立系統(tǒng)無論經(jīng)歷何種變化，其能量守恒，既不被創(chuàng)造也不被消滅。QWm1m2式中，下標(biāo)式中，下標(biāo)fs代表物流，凡進入控制體系的代表物流，凡進入控制體系的物流物流mi取正，流出體系的物流取負；取正，流出體系的物流取負；系統(tǒng)放熱，系統(tǒng)放熱，Qj0，系統(tǒng)放熱，系統(tǒng)放熱Qj0，環(huán)境對系統(tǒng)做功，環(huán)境對系統(tǒng)做功Wk 0，系統(tǒng)對環(huán)境做功，系統(tǒng)對環(huán)境做功Wk 0。規(guī)定焓規(guī)定焓h=u+pV一般開口系統(tǒng)的能量衡算

3、式：內(nèi)能和將物流推入系統(tǒng)的推動功5閉口系統(tǒng)能量衡算對于封閉系統(tǒng)，環(huán)境和系統(tǒng)之間沒有物質(zhì)交換，則上式中mi=0，則封閉系統(tǒng)的能量平衡方程變?yōu)椋簡挝毁|(zhì)量形式u q w微分形式du q w即：U Q W 系統(tǒng)吸熱，對環(huán)境做功穩(wěn)定流動體系的系統(tǒng)能量衡算式在穩(wěn)定流動的條件下， dU系統(tǒng)0，m1 m222/QHm cmg zW 能量衡算式為22/qhcg zw 對于單位質(zhì)量為對于多股物質(zhì)流進出開口體系時2222(/)(/)outiiiniiQm hcgzm hcgzW6u熱力學(xué)第二定律指出了能量熱力學(xué)第二定律指出了能量“質(zhì)質(zhì)”的屬性的屬性1.1. 克勞修斯說法：不可能把熱從低溫物體傳至克勞修斯說法：不可能

4、把熱從低溫物體傳至 高溫物體而不引起其它變化。高溫物體而不引起其它變化。2.2. 開爾文說法：不可能從單一熱源吸取熱量使之完全開爾文說法：不可能從單一熱源吸取熱量使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其它影響。變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其它影響。3.3. 普朗克說法：不可能制造一個機器，使之在循環(huán)動普朗克說法：不可能制造一個機器，使之在循環(huán)動作中把一重物升高，而同時使一熱源冷卻作中把一重物升高，而同時使一熱源冷卻。u卡諾定理的卡諾定理的表述。表述。W WMAXMAX=Q(1-T=Q(1-T0 0/T/T) )u熵的概念和孤立系統(tǒng)的熵增原理熵的概念和孤立系統(tǒng)的熵增原理 7卡諾定理可逆機Q1-Q2WT2T1（T1T2

5、）2111m ax-TWQT pVQ1，T1T2，Q2ABCD卡諾循環(huán)熱機最大輸出功9熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達式熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達式 對對一循環(huán)一循環(huán)，如圖，如圖A B AABirr得：得：BAQQSdSTT 或或不不可逆可逆=可逆可逆 熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達式熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達式1011能量的分類（不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化） 第一類，具有完全轉(zhuǎn)換能力的能量，如機械能、第一類，具有完全轉(zhuǎn)換能力的能量，如機械能、電電能等（高級能量）能等（高級能量） 第二類，具有部分轉(zhuǎn)換能力的能量，如熱能和物質(zhì)第二類，具有部分轉(zhuǎn)換能力的能量，如熱能和物質(zhì)的內(nèi)能或焓的內(nèi)能或焓等（低級能量）等（低級能量

6、） 第三類，完全不具有轉(zhuǎn)換能力的能量，如處于環(huán)境第三類，完全不具有轉(zhuǎn)換能力的能量，如處于環(huán)境狀態(tài)下的熱能狀態(tài)下的熱能等（僵態(tài)能量）等（僵態(tài)能量）n 把在周圍環(huán)境條件下，任一形式的能量中把在周圍環(huán)境條件下，任一形式的能量中理論上能夠轉(zhuǎn)換為有用功的那部分能量理論上能夠轉(zhuǎn)換為有用功的那部分能量n 能量中不能夠轉(zhuǎn)化為有用功的那部分能能量中不能夠轉(zhuǎn)化為有用功的那部分能量量能量能量 12物理基準(zhǔn)態(tài) 基準(zhǔn)溫度，環(huán)境溫度，T0298.15K（25oC） 基準(zhǔn)壓力，環(huán)境壓力，p01atm 基準(zhǔn)相態(tài)化學(xué)基準(zhǔn)態(tài) 化學(xué)能量（ ）是由于系統(tǒng)的組成物質(zhì)及成分與環(huán)境不同而引起的。 基準(zhǔn)物 基準(zhǔn)物是在環(huán)境狀態(tài)下處于平衡的、最

7、穩(wěn)定的物質(zhì)。 基準(zhǔn)物的特點（1）每種元素都有其相應(yīng)的基準(zhǔn)物；（2）環(huán)境（大氣、海洋、地表）中能存在的物質(zhì)；（3）基準(zhǔn)物之間不可能發(fā)生任何自發(fā)的化學(xué)變化；（4）各種基準(zhǔn)物都應(yīng)是相應(yīng)元素的最穩(wěn)定物質(zhì)，其能量值（ ）為0。13例如：龜山吉田模型 基準(zhǔn)溫度，環(huán)境溫度，T0298.15K（25oC） 基準(zhǔn)壓力，環(huán)境壓力，p01atm 大氣中氣態(tài)基準(zhǔn)物組成：* * 其它元素以在T0、P0下純態(tài)最穩(wěn)定的物質(zhì)作為基準(zhǔn)物。組分組分N2O2H2OCO2ArNeHe組成組成75.6020.343.120.030.910.00180.0005214 運動系統(tǒng)所具有的宏觀動能和位能c2/2, gz熱機熱機(氣缸氣缸)-

8、W環(huán)境壓力：環(huán)境壓力：p0Ew W12 p0 （V2V1）Aw p0（V2 V1）15 熱機為例來說明00QQdSTT 產(chǎn)產(chǎn)0AQ-QW00ATWQQT dST產(chǎn)產(chǎn)00AQWQTTST 產(chǎn)產(chǎn)（可逆 ）0S 產(chǎn)產(chǎn)可逆機Q-Q0WAT0T（TT0） 16001,max/(/)QAEWQTQ TTTQ0,max/QAAQWTQ T 熱量熱量熱量熱量可逆過程可逆過程21/SSSQ T 021()QEQT SS021()QAT SS熱量熱量熱量熱量對于可逆熱機對于可逆熱機，S產(chǎn)產(chǎn)0，那么，那么EQAQ （2）17u熱源溫度恒定：熱源溫度恒定：001 ()QTTEQQQTT0QTAQT 01 ()QpTE

9、mcTT TTTmcApQ=0 （3）u熱源溫度變化：熱源溫度變化：18 當(dāng)當(dāng)系統(tǒng)溫度低于環(huán)境溫度系統(tǒng)溫度低于環(huán)境溫度 (TT0) 時，熱量時，熱量 可以可以設(shè)想一個工作在環(huán)境和物系溫度之間的可設(shè)想一個工作在環(huán)境和物系溫度之間的可逆熱機逆熱機可逆機-Q Q0WAT0TTT0 （4）19可逆機-Q Q0WAT0TTT000QQTT 0AQQW 0ATWQQT0AQWQTT （4）20當(dāng)當(dāng)系統(tǒng)溫度低于環(huán)境溫度系統(tǒng)溫度低于環(huán)境溫度 (TT0) 時，時，可逆機-Q Q0WAT0TT0)時，時， 減小減?。‥Q0）；）；體系放出熱量（體系放出熱量（Q0） （4）21 溫度低于環(huán)境溫度時，熱量溫度低于環(huán)境

10、溫度時，熱量 和和 在在TS圖上的圖上的表示表示EQQ （5）22單位熱量的單位熱量的 與溫度的關(guān)系與溫度的關(guān)系u TT0，熱量，熱量 小于小于熱量；熱量； TT0，冷量，冷量 可以可以小于、等于小于、等于、 甚至甚至大于熱量本身。大于熱量本身。u 溫差傳熱要引起溫差傳熱要引起 損失損失，在溫差相同、傳熱量相同條，在溫差相同、傳熱量相同條 件件下，低溫時的下，低溫時的 損失損失，要比高溫時大得多。，要比高溫時大得多。01 ()QTEQTEQ /Q （6）23 例例22（P43）把）把100kPa、127oC的的1kg空氣可逆加熱到空氣可逆加熱到427oC，試求所加熱量中的，試求所加熱量中的 和

11、和 。空氣的平均定壓比?？諝獾钠骄▔罕葻崛轃崛輈p1.004kJ/(kg.K)。設(shè)環(huán)境的大氣溫度為。設(shè)環(huán)境的大氣溫度為27oC。211 004 427127301 2().(). (/)pqc TTkJ kg解：空氣吸收的熱量為：空氣在吸收熱量過程中熵的變化為：211 004273427273 1270 5619ln(/).ln()/().(/()pscTTkJkg K 0273270 5619168 6(). (/)qaTskJ kg 0301 2 168 6132 6. (/)qeqTskJ kg所加熱量中的 為：所加熱量中的為： （7）24例例23（P44）在某一低溫裝置中將空氣自）在

12、某一低溫裝置中將空氣自600kPa 和和27oC定壓預(yù)冷至定壓預(yù)冷至100oC，試求，試求1kg空氣所獲冷量的空氣所獲冷量的 和和 。空氣的平均定壓比熱容空氣的平均定壓比熱容cp1.0kJ/(kg.K)。設(shè)環(huán)境的大氣。設(shè)環(huán)境的大氣溫度為溫度為27oC。211 010027127(). ()(/)pqc TTkJ kg 解：空氣獲得的冷量為：空氣在冷卻過程中熵的變化為：211 0273 100273270 5505ln(/).ln()/().(/()pscTTkJkg K 0273270 5505165 1() (.). (/)qaTskJ kg 0127 0165 138 1.(. ). (/

13、)qeqTskJ kg 空氣所獲冷量的 為：所獲冷量的 為： （8）25：任一封閉系統(tǒng)從給定狀態(tài)以可逆的方式轉(zhuǎn)變到：任一封閉系統(tǒng)從給定狀態(tài)以可逆的方式轉(zhuǎn)變到環(huán)境狀態(tài)，并只與環(huán)境交換熱量時所能作出的最大有環(huán)境狀態(tài)，并只與環(huán)境交換熱量時所能作出的最大有用功。用功。：宏觀動能、位能和內(nèi)能。：宏觀動能、位能和內(nèi)能。宏觀動能和位能 內(nèi)能 的計算如下：26p、T、u、sp0、T0、u0、s0q可逆0,maxAqup vwdd封閉系統(tǒng)在此過程中的能量方程為：00,maxAdewdup dvT ds 00000,max()()Aewuup vvT ss由給定的狀態(tài)到環(huán)境狀態(tài)積分得00000()()aueup

14、vvT ss封閉系統(tǒng)從狀態(tài)1 到狀態(tài)2 所能作得最大有用功：1212012012,max()()()Aweeuup vvT ss0 dsq/T在可逆過程中0 qT d s即：因此，封閉系統(tǒng)的 為封閉系統(tǒng)的 為27穩(wěn)定物流從一給定的狀態(tài)經(jīng)開口系統(tǒng)，以可逆的方式穩(wěn)定物流從一給定的狀態(tài)經(jīng)開口系統(tǒng)，以可逆的方式轉(zhuǎn)變到環(huán)境狀態(tài)，并且只與環(huán)境交換熱量時，所能做轉(zhuǎn)變到環(huán)境狀態(tài)，并且只與環(huán)境交換熱量時，所能做出的最大有用功，稱為穩(wěn)定流動系統(tǒng)的出的最大有用功，稱為穩(wěn)定流動系統(tǒng)的 。202/Aqdhdcgdzw穩(wěn)定流動的能量方程熵方程00qTdSds /產(chǎn)產(chǎn)202,max/AdewdhT dsdcgdz 因此，穩(wěn)

15、定流動的系統(tǒng)的 為2820002,max()/AewhhT sscgz環(huán)境狀態(tài)下，c00，z00，積分得穩(wěn)定流動系統(tǒng)的 為000,max()()AewhhT ss不考慮宏觀動能和位能時，穩(wěn)定流動系統(tǒng)的 為22121201212122,max()()/()AweehhT ssccg zz從狀態(tài)1 到狀態(tài)2 所能完成的最大有用功 為相應(yīng)的 為000()ahT ss 29AQHW當(dāng)穩(wěn)定流動體系進行一個化學(xué)反應(yīng)過程時，其能量衡算式：當(dāng)穩(wěn)定流動體系進行一個化學(xué)反應(yīng)過程時，其能量衡算式：溫度溫度(T)一定時，化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)的熵的方程為：一定時，化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)的熵的方程為：/SQ TS產(chǎn)產(chǎn)可逆時，可逆時，S產(chǎn)產(chǎn)

16、0，系統(tǒng)做出的最大有用功為，系統(tǒng)做出的最大有用功為,max()AWHT S 從反應(yīng)物從反應(yīng)物(1)到產(chǎn)物到產(chǎn)物(2)，SS2S1， HH2H1，那么，那么2211,max()()()AWHT SHTSHTS 21()GGG 30 實際的化學(xué)反應(yīng)是變溫變壓的實際的化學(xué)反應(yīng)是變溫變壓的 三三個假想過程來計算化學(xué)反應(yīng)的最大有用功個假想過程來計算化學(xué)反應(yīng)的最大有用功 設(shè)想反應(yīng)物的溫度和壓力變到設(shè)想反應(yīng)物的溫度和壓力變到298.15K、1atm 在在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進行定溫定壓的化學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進行定溫定壓的化學(xué)反應(yīng) 將將生產(chǎn)物的溫度和壓力從標(biāo)準(zhǔn)態(tài)變到反應(yīng)終態(tài)時生產(chǎn)物的溫度和壓力從標(biāo)準(zhǔn)態(tài)變到反應(yīng)終態(tài)時的溫度

17、和的溫度和壓力壓力31在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)（在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)（298.15K，1atm）進行反應(yīng)時，）進行反應(yīng)時，化學(xué)反應(yīng)的最大有用功為化學(xué)反應(yīng)的最大有用功為00,max()AWHT S 式中：式中：H為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，化學(xué)反應(yīng)過程的焓變，即標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，化學(xué)反應(yīng)過程的焓變，即標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱000()()ijfjRnfiPnHHH S為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，化學(xué)反應(yīng)過程的熵變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)態(tài)下，化學(xué)反應(yīng)過程的熵變000ijjRniPnSSS 最大有用功也可以直接用自由焓計算最大有用功也可以直接用自由焓計算000,max()()ijARnfifjPnWGGG 32例25在在298.15K和和1atm下，下， CO和和O2進行燃燒反應(yīng)生成

18、進行燃燒反應(yīng)生成CO2。反。反應(yīng)前反應(yīng)物不混合，試求此化學(xué)反應(yīng)的最大反應(yīng)有用功。應(yīng)前反應(yīng)物不混合，試求此化學(xué)反應(yīng)的最大反應(yīng)有用功。解：CO O2/2 CO2查標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)數(shù)據(jù)表，得組分 Hof/(kJ/kmol) So/kJ/(kmolK)CO (氣） 1.1052x105 197.91O2 (氣） 0 205.03CO2 (氣） 393510 213.6433000()()ijfjRnfiPnHHH 53935101 1052 10282990(.)(/)kJ kmolCO 000ijjRniPnSSS 213 65197 91205 03 286 775 kJ kmolCO K .(./ )

19、.(/)00,max()AWHT S 282990298 15 86 775257118.(/)kJ kmolCO 總能量H：282990 kJ，其中有用功 257118 kJ（90.9） 為 25875 kJ（ 9.1）34 在在p0、T0下的氣體可逆定溫地轉(zhuǎn)變到其在環(huán)境空氣中的分下的氣體可逆定溫地轉(zhuǎn)變到其在環(huán)境空氣中的分壓壓pi0時，所能作出的最大有用功，為該氣體的擴散時，所能作出的最大有用功，為該氣體的擴散,max()DAEWGHT S 0000ln(/)iTSmRTpp 氣體的擴散氣體的擴散 屬于屬于化學(xué)化學(xué) 。理想氣體的擴散理想氣體的擴散 可以可以用用最大化學(xué)反應(yīng)有用功的計算式獲得最

20、大化學(xué)反應(yīng)有用功的計算式獲得35對于單位質(zhì)量氣體，對于單位質(zhì)量氣體，00000iiRTppRT Deln(/)=-ln用環(huán)境模型計算的物質(zhì)的化學(xué)用環(huán)境模型計算的物質(zhì)的化學(xué) 稱為稱為標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化學(xué) 基準(zhǔn)反應(yīng)：基準(zhǔn)反應(yīng)：是指這樣一種反應(yīng)：一種非基準(zhǔn)物質(zhì)（包括元是指這樣一種反應(yīng)：一種非基準(zhǔn)物質(zhì)（包括元素、單質(zhì)和化合物）與一種或幾種基準(zhǔn)物在素、單質(zhì)和化合物）與一種或幾種基準(zhǔn)物在p0、T0下發(fā)生下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而反應(yīng)物、生成物均為化學(xué)反應(yīng)，而反應(yīng)物、生成物均為p0、T0下的純物質(zhì)。下的純物質(zhì)。36000()chijfEn EG 元素的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué) ：若化學(xué)反應(yīng)在規(guī)定的環(huán)境模型中進行，則所能提供的最大化學(xué)有

21、用功 Ech0=-（H-TS）=-Gf 基準(zhǔn)物的化學(xué)基準(zhǔn)物的化學(xué) 為為零零 元素的化學(xué)元素的化學(xué) ：元素：元素與環(huán)境物質(zhì)進行化學(xué)反應(yīng)變成基準(zhǔn)物所與環(huán)境物質(zhì)進行化學(xué)反應(yīng)變成基準(zhǔn)物所提供的最大化學(xué)反應(yīng)有用功提供的最大化學(xué)反應(yīng)有用功純態(tài)化合物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾化學(xué) 等于組成化合物的單質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化學(xué) 之和減去生成反應(yīng)過程的理想功（或加上反應(yīng)的自由能）37【例27】試用龜山吉田環(huán)境模型求碳（石磨）的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué) 。解：基準(zhǔn)反應(yīng)為解：基準(zhǔn)反應(yīng)為 CO2 CO2標(biāo)準(zhǔn)態(tài)：標(biāo)準(zhǔn)態(tài)：環(huán)境溫度T0298.15K，pO20.2034；pCO20.0003。標(biāo)準(zhǔn)生成焓和標(biāo)準(zhǔn)熵 (Hf0)i/(kJ/kmol) Si0/kJ/kmolK

22、)C 0 5.69O2 0 205.03CO2 -393800 213.6438【例27】2205 038 3140 2034218 3.ln . /()OSkJkmol K2213 648 3140 0003281 1.ln . /()COSkJkmol K00393800298 15 5 69218 3281 1410827().( . )(/)kJ kmol0000022022()()()()chfCfOfCOCOCOEHHHT SSS所以，根據(jù)公式：39【例28】試用龜山吉田環(huán)境模型求甲烷CH4氣體的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)。解：甲烷的生成反應(yīng)方程式為：C + 2H2 CH400004422CHfCH

23、CHEGEE查的甲烷的標(biāo)準(zhǔn)生成自由能0450 79./fCHGkJ mol 0410 83./CEkJ mol 0235 22EkJ mol H2./04410 832 235 2250 79830 48./CHEkJ mol元素碳的標(biāo)準(zhǔn)摩爾化學(xué)元素氫的標(biāo)準(zhǔn)摩爾化學(xué)40燃料的化學(xué)燃料的化學(xué) ：p0、T0下的燃料與氧氣一起穩(wěn)定流經(jīng)化學(xué)下的燃料與氧氣一起穩(wěn)定流經(jīng)化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)時，以可逆方式轉(zhuǎn)變到完全平衡的環(huán)境態(tài)所能作反應(yīng)系統(tǒng)時，以可逆方式轉(zhuǎn)變到完全平衡的環(huán)境態(tài)所能作出的最大有用功。又稱為燃料出的最大有用功。又稱為燃料 。jpnjE ,maxAW22,maxiFApnjOOEWEn E 化學(xué)化學(xué)反應(yīng)反

24、應(yīng)系統(tǒng)系統(tǒng)EFEO222()jpnjOOHT SEn E 41例 29計算 C2H4燃料的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué) 。解：C2H4 + 3O2 2CO2 2H2O反應(yīng)的自由能為000022224223()()()()fCOfH OfOfC HGGGGG2394 62237 4068 171332 2(. )(. ). (/)kJ mol 查得：(Gf0)C2H4=68.17 kJ/mol, (Gf0)CO2=-394.6 kJ/mol, 液態(tài)水的(Gf0)H2O=237.4 kJ/mol, (Gf0)O2=0, O2的擴散 EO23.95 kJ/mol， CO2的擴散 ECO220.1kJ/mol 所以C2H

25、4的化學(xué) 為：24222223()FC HCOH OOEGEEE 1332 22 20 103 3 951360 6. (/)kJ mol 422.5 損失和衡算損失和衡算方程式方程式 在任何在任何過程中，過程中， 的總量保持不變，即的總量保持不變，即不發(fā)生不發(fā)生 向向的轉(zhuǎn)變。的轉(zhuǎn)變。 在任何在任何過程中，必然發(fā)生過程中，必然發(fā)生 向向的的轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變， 的總量減少。的總量減少。輸入系統(tǒng)的輸入系統(tǒng)的 輸出系統(tǒng)的輸出系統(tǒng)的 損失系統(tǒng)損失系統(tǒng) 的變化的變化 衡算方程式43靜止封閉系統(tǒng)靜止封閉系統(tǒng)的的 平衡平衡21()QWUULEEEEE封閉系統(tǒng)封閉系統(tǒng)熱源熱源THQ，EQWA，EWW0=P0(V2-

26、V1)ELQ0EQ00EW00狀態(tài)狀態(tài) 1 24421()QWUULEEEEE系統(tǒng)從系統(tǒng)從 1 2 輸出的有用功為輸出的有用功為0210210211 (/)()()()AHLWTTQUUp VVT SSE 01 (/)QHETTQ 2121021021()()UUEEUUp VVT SS式中不可逆時：0LE ,maxAALWWE可逆時：0LE 0210210211,max(/)()()()AHWT TQUUp VVT SS 45/HHSQ T 000/SQT 對于熱源，熵增量為：對于環(huán)境，熵增量為：000()LHETSSSTS產(chǎn)產(chǎn)的損失為：的損失產(chǎn)生的來源：對于系統(tǒng)，熵增量為：21SSS46穩(wěn)定流動穩(wěn)定流動系統(tǒng)系統(tǒng)熱源熱源THQ，EQWA，EWELQ0EQ00222/mC212/mCH2, Eh2H1, Eh1220210212112(/)()()/QHALETTQHHT SSm CCWE 2102121()hhHHT SSEE式中：47有限溫差傳熱過程有限溫差傳熱過程換熱器 損失損失48絕熱節(jié)流過程絕熱節(jié)流過程TT012S1S2S12理想氣體的節(jié)流過程T-S 圖 損失損失49節(jié)流：流體流動中由于局部阻力使流體壓力降低的現(xiàn)象節(jié)流：流體流動中由于局部阻力使流體壓力降低的現(xiàn)象不可逆絕熱壓縮過程不可逆絕熱壓縮過程T0T12p2p1T-S 圖12 損失損失50絕熱壓縮過