化工过程的能量分析.ppt

ƒ上一内容„下一内容²回主目录第第6 6章章 化工过程能量分析化工过程能量分析2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录化工过程能量分析实例化工过程能量分析实例•南京塑料厂乙苯脱氢制苯乙烯南京塑料厂乙苯脱氢制苯乙烯2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录化工过程能量分析实例化工过程能量分析实例2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录化工过程能量分析实例化工过程能量分析实例•反应器反应器–烧重油加热烧重油加热反应物反应物至至560~620oC，产生，产生高温烟道气高温烟道气•第三过热器第三过热器–利用利用高温烟道气高温烟道气加热加热高温反应物高温反应物•第二过热器第二过热器–利用利用高温产物高温产物加热加热中温反应物中温反应物•蒸发器蒸发器–利用利用中温烟道气中温烟道气加热加热低温反应物低温反应物•废热锅炉废热锅炉–利用利用中温产物中温产物产生产生水蒸汽水蒸汽2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录化工热力学的任务化工热力学的任务1 1、平衡研究、平衡研究•相平衡、热平衡相平衡、热平衡2 2、化工过程的热力学分析、化工过程的热力学分析•能量的有效利用能量的有效利用2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录基本概念基本概念•能量不仅有能量不仅有数量数量，而且有，而且有质量质量（品位）（品位）。

功的功的品位品位高于热高于热 •自然界的能量可分为三大类自然界的能量可分为三大类•（（1 1）高级能量：）高级能量：–能够能够完全转化完全转化为为功功的能量，如机械能、电能、水力能和风的能量，如机械能、电能、水力能和风能等；能等；•（（2 2）低级能量：）低级能量：–不能完全转化不能完全转化为为功功的能量，如热能、焓等的能量，如热能、焓等 •高温高温热源产生的热的热源产生的热的品位品位比比低温低温热源产生的热的热源产生的热的品位品位高高•（（3 3）僵态能量：）僵态能量：–完全不能转化完全不能转化为为功功的能量，如大气、大地、天然水源的能量，如大气、大地、天然水源具有具有的内能2024/9/5作业作业1 1.自然界的能量可分为哪三大类？自然界的能量可分为哪三大类？2.分别在分别在p-v图上和图上和T-S图上表示卡诺循环过程图上表示卡诺循环过程3.已知蒸汽进入透平机时的焓已知蒸汽进入透平机时的焓h1=3230kJ/kg,流速流速u1=50m/s,离开透平机时的焓离开透平机时的焓h2=2300kJ/kg,流速流速u2=120m/s蒸气出口管比进口管低蒸气出口管比进口管低3m，蒸汽流，蒸汽流量为量为10000kg/h。

若忽略透平的散热损失，试求：若忽略透平的散热损失，试求：(a)透平机输出的功率；透平机输出的功率；(b)忽略进、出口蒸汽的动能和位能变化，估计对输忽略进、出口蒸汽的动能和位能变化，估计对输出功率计算值所产生的误差出功率计算值所产生的误差2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录化工过程的热力学分析化工过程的热力学分析1、能量衡算、能量衡算2、分析能量品位的变化分析能量品位的变化–化工过程总是伴随着能量品位的降低化工过程总是伴随着能量品位的降低–一个一个效率较高效率较高的过程应该是能量的过程应该是能量品位降低品位降低较少较少的过程的过程–找出找出品位降低最多品位降低最多的薄弱环节的薄弱环节，指出改造，指出改造的方向化工热力学的任务化工热力学的任务2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录本章内容本章内容§6.§6.1 热力学第一定律－能量转换与守恒方程热力学第一定律－能量转换与守恒方程§6.§6.2 热力学第二定律－热功转换的不等价性热力学第二定律－热功转换的不等价性§6.§6.3 理想功、损失功与热力学效率理想功、损失功与热力学效率§6.§6.4 有效能有效能§6.§6.5 化工过程能量分析及合理用能化工过程能量分析及合理用能2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§ 6.1.1 能量的种类能量的种类热力学第一定律中所涉及的能量通常为以下几种热力学第一定律中所涉及的能量通常为以下几种(1)内能内能U－也叫热力学能，其定义见教材－也叫热力学能，其定义见教材p185,内能具有内能具有加和性。

内能由三部分组成：分子内动能、分子内势加和性内能由三部分组成：分子内动能、分子内势能、分子内部能能、分子内部能(2) 动能动能Ek－定义见教材－定义见教材p186(3)重力势能重力势能Ep(4)热热Q—规定体系得到热规定体系得到热Q为正，反之为为正，反之为(5)功功W—规定体系得功为正，反之为负规定体系得功为正，反之为负化工热力学的任务化工热力学的任务2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§ 6.1.2热力学第一定律－能量守恒的基本式热力学第一定律－能量守恒的基本式热力学第一定律对不同的系统有对应的表述热力学第一定律对不同的系统有对应的表述对孤立系统，热力学第一定律指出：对孤立系统，热力学第一定律指出：孤立系统无论经历何种变孤立系统无论经历何种变化，其能量守恒化，其能量守恒孤立系统的概念，物化里学过，本课程也多次复习过孤立系统的概念，物化里学过，本课程也多次复习过 热力学第一定律可描述成热力学第一定律可描述成Δ（体系的能量）（体系的能量）+ + Δ （环境的能量）（环境的能量）= 0= 0（（6-1）） 由此可推导出热力学第一定律的基本式由此可推导出热力学第一定律的基本式（（6-4））2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.1.3 封闭系统的热力学第一定律封闭系统的热力学第一定律 The First Law Of Thermodynamics in closed systemΔU＝Ｑ＝Ｑ+ＷＷ只适合封闭体系只适合封闭体系!!!!!!热力学第一定律热力学第一定律The first law in closed system2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.1.3 稳定流动系统的热力学稳定流动系统的热力学第一定律及其应用第一定律及其应用 The first law in open system稳定流动稳定流动- Stead flow•敞开体系敞开体系•稳定、连续、稳定、连续、流进、流进、流出，不随时间变流出，不随时间变化，没有化，没有能量和物能量和物料的积累料的积累。

•化工过程中最常用化工过程中最常用2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录•如图如图6-1所示流体流经管路、所示流体流经管路、换热器、透平，做稳定流动换热器、透平，做稳定流动•m-质量流率质量流率kg/s,显然显然 m1=m2=m•以单位质量流体为计算基准以单位质量流体为计算基准截面截面1处的能量处的能量e1e1 = U1 + gZ1+ u12/2 (J/kg)•Z1-截面截面1处流体重心距势能处流体重心距势能零点平面得高度（零点平面得高度（m））•u1-截面截面1处流体的平均流速处流体的平均流速 (m/s)§6.1.3 §6.1.3 稳定流动系统的热力学稳定流动系统的热力学稳定流动系统的热力学稳定流动系统的热力学第一定律及其应用第一定律及其应用2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录•p1、、V1、、A1—截面截面1处流体的压处流体的压力、体积和截面面积力、体积和截面面积•下标下标2 代表截面代表截面2处相应的参数处相应的参数•截面截面2处的能量处的能量e2 e2 = U2 + gZ2+ u22/2 (J/kg)•q为体系吸收的热量为体系吸收的热量(J/kg)•w为体系与环境交换的功为体系与环境交换的功(J/kg)以单位质量流体为计算基准以单位质量流体为计算基准§6.1.3 §6.1.3 稳定流动系统的热力学稳定流动系统的热力学稳定流动系统的热力学稳定流动系统的热力学第一定律及其应用第一定律及其应用2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.1.3 稳定流动系统的热力学稳定流动系统的热力学第一定律及其应用第一定律及其应用根据能量守衡根据能量守衡 e1 +q = e2 -w （（1））•由于由于 w = ws + wf ws 轴功；轴功；wf 流动功流动功(计算基准单位质量流体）计算基准单位质量流体）•所以所以 w = ws+p2V2 -p1V1 (2)• h = U+pV (3)•将将(2)、、(3)代入（代入（1）可得）可得(6-12)式式2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.1.3 稳定流动系统的热力学稳定流动系统的热力学第一定律及其应用第一定律及其应用稳定流动体系的热力学第一定理：稳定流动体系的热力学第一定理：稳定流动体系的热力学第一定理：稳定流动体系的热力学第一定理：可得稳流过程另一能量平衡方程可得稳流过程另一能量平衡方程2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录稳流体系能量平衡方程的应用稳流体系能量平衡方程的应用•应用中的简化应用中的简化（（1））流体通过换热器、管道、混合器流体通过换热器、管道、混合器∵ ws=0，， u2=0，，g  Z=0 ∴  h=q用于精馏、蒸发、吸收、结晶过程用于精馏、蒸发、吸收、结晶过程2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录稳流体系能量平衡方程的应用稳流体系能量平衡方程的应用•应用中的简化应用中的简化（（2））流体通过压缩机、膨胀机、泵、透平流体通过压缩机、膨胀机、泵、透平∵  u2≈0，，g  Z≈0 ∴∴  h=q + ws——稳流过程中稳流过程中最常用最常用的公式的公式若绝热过程若绝热过程Q=0，， ws=  h= h2-h1高高压高温高温蒸汽蒸汽带动透平透平产生生轴功功。

2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录稳流体系能量平衡方程的应用稳流体系能量平衡方程的应用•应用中的简化应用中的简化（（3））流体通过喷嘴获得高速气体（超音速）流体通过喷嘴获得高速气体（超音速）例：例：火箭火箭、化工生产中的、化工生产中的喷射器喷射器∵ q=0，，g  Z=0 ，， ws=0  h= - u2/2 ；； u2>> u12024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录稳流体系能量平衡方程的应用稳流体系能量平衡方程的应用•应用中的简化应用中的简化（（4）伯努利）伯努利(Bernouli)方程方程（（6-15））•注意使用条件注意使用条件•不可压缩不可压缩+无摩擦无摩擦+无热功交换无热功交换2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录稳流体系能量平衡方程的应用稳流体系能量平衡方程的应用•应用中的简化应用中的简化（（5）对封闭体系，退化为封闭体系热力）对封闭体系，退化为封闭体系热力学第一定律学第一定律∵  u2=0，，g  Z=0 ，， Wf=P2V2 -P1V1 =0  U=q + w2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录稳流体系能量平衡方程的应用稳流体系能量平衡方程的应用•应用中的简化应用中的简化（（6）流体通过节流阀门或多孔塞，如节流）流体通过节流阀门或多孔塞，如节流膨胀或绝热闪蒸过程。

膨胀或绝热闪蒸过程∵ ws=0，， u2=0，，g  Z=0 ，，q=0 ∴  h=0Ø冷冻冷冻过程是过程是节流节流过程，过程，焓未变焓未变但但温度降低温度降低2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录稳流体系能量平衡方程的应用稳流体系能量平衡方程的应用•可逆过程体积功可逆过程体积功计算（物化）计算（物化）（（6-16））•可逆过程轴功可逆过程轴功计算计算（（6-17））2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录热力学第一定律应用注意事项热力学第一定律应用注意事项1、注意区别：、注意区别： U=Q + W 封闭体系封闭体系 H=Q +Ws 稳定流动体系稳定流动体系2、注意符号、注意符号：：•体系体系吸热为正吸热为正（（+），体系），体系放热为负放热为负（（-）） ；；•体系体系对外做功为负对外做功为负（（-）） ，外界对体系做功，外界对体系做功为为正正（（+）2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录例题例题•例例1：：功率为功率为2.0 kw的泵将的泵将90oC水水从贮水罐泵压到换热从贮水罐泵压到换热器，水流量为器，水流量为3.2kg/s，在换热器中以，在换热器中以697.3kJ/s的速率将的速率将水冷却后，水送入比第一贮水罐高水冷却后，水送入比第一贮水罐高20 m的第二贮水罐．的第二贮水罐．求送入第二贮水罐的求送入第二贮水罐的水温水温．．•解：以解：以l kg的水为计算基准。

的水为计算基准•须注意：须注意： 由于水放热由于水放热q为负、为负、泵对水做功泵对水做功w为正h2 = h+ h1 （（h1为为90oC水的焓，可查水蒸汽表得）水的焓，可查水蒸汽表得）查水蒸汽表可得符合查水蒸汽表可得符合h2 的饱和水的的饱和水的温度温度即得2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.§6.2热力学第二定律热力学第二定律热功转换的不等价性热功转换的不等价性热力学第二定律热力学第二定律热机工作原理热机工作原理热机效率热机效率卡诺循环卡诺循环可逆机的效率可逆机的效率2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录热功转换的不等价性热功转换的不等价性热功转换的不等价性热功转换的不等价性•功可以功可以100%100%转变为热转变为热•热不可能热不可能100%100%转变为功转变为功•热、功的不等价性正是热力学第二定律所表述热、功的不等价性正是热力学第二定律所表述的一个基本内容的一个基本内容热力学第二定律的多种描述热力学第二定律的多种描述- -question2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6-2. Second law of thermodynamics §6-2. Second law of thermodynamics ThermodynamicsThermodynamics 2. Statement Clausius statement: heat will flow unaided from a hot to a cold reservoir. Kelvin-Planck statement: no cyclic process is possible whose sole result is the flow of heat from a single heat reservoir and the performance of an equivalent amount of work2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.§6.2 热力学第二定律热力学第二定律The Second Law of Thermodynamics克劳修斯（克劳修斯（Clausius））的说法：的说法：““不可能把热从不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其它变化。

低温物体传到高温物体，而不引起其它变化即热不可能自动的从低温物体转给高温物体即热不可能自动的从低温物体转给高温物体开尔文（开尔文（Kelvin））的说法：的说法：““不可能从单一热不可能从单一热源取出热使之完全变为功，而不发生其它的变源取出热使之完全变为功，而不发生其它的变化都说明了自发过程的不可逆性都说明了自发过程的不可逆性2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§§ 6.2.1 熵与熵增原理熵与熵增原理 Entropy and entropy increase 首先了解热机工作原理：首先了解热机工作原理：•工质从高温工质从高温T1热源吸收热源吸收Q1的热量，的热量，一一部分部分通过循环热机用来对外通过循环热机用来对外做功做功W，，另一部分另一部分Q2 的热量放给低温的热量放给低温T2 热源热源  U=Q + W ∵∵  U=0 ∴∴W=-Q= -(Q1+Q2)热机示意图热机示意图注意：研究对象注意：研究对象/ /体系体系——？？•循环热机循环热机/ /工质工质，，•环境环境——？热源？热源• question how to transfer ideal to reality2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录热机效率热机效率•热机效率热机效率：：将将热机所作的功热机所作的功W与所吸的与所吸的热热Q1之比称为热机效率之比称为热机效率, 用用η表示。

表示•热机效率大小与过程的可逆程度有关而热机效率大小与过程的可逆程度有关而与工质无关与工质无关卡诺定理：卡诺定理：所有工作于所有工作于同温热源和同温冷同温热源和同温冷源源之间的热机，其效率都不能超过可逆之间的热机，其效率都不能超过可逆机，即机，即可逆机的效率最大可逆机的效率最大2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录卡诺循环（卡诺循环（Carnot cycle））①①等温可逆膨胀等温可逆膨胀②②绝热可逆膨胀绝热可逆膨胀③③等温可逆压缩等温可逆压缩④④绝热可逆压缩绝热可逆压缩2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录卡诺循环（卡诺循环（Carnot cycle））TS①①等温可逆膨胀等温可逆膨胀②②绝绝热热可可逆逆膨膨胀胀③③等温可逆压缩等温可逆压缩④④绝绝热热可可逆逆压压缩缩2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录可逆机的效率可逆机的效率可逆机的效率可逆机的效率：：•Tl——高温热源的温度，高温热源的温度，K–最高限最高限为锅炉的使用极限，约为锅炉的使用极限，约450oC栖化800oC•T2——低温热源的温度，低温热源的温度，K–最低限最低限为环境温度南通夏天为环境温度。

南通夏天30oC，北极，北极-50oC•南通夏天南通夏天ηmax =58%；北极；北极 η max =79%2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录冷冻系数冷冻系数 如果将如果将卡诺机倒开卡诺机倒开, ,就变成了就变成了致冷机致冷机. .这这时时环境对体系做功环境对体系做功W, ,体系从低温体系从低温 热源吸热源吸热热 , ,而放给高温而放给高温 热源热源 的热量，将的热量，将所吸的热与所作的功之比值称为所吸的热与所作的功之比值称为冷冻系数冷冻系数，，用用 表示2122TTTWQ-==b2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录卡诺定理卡诺定理卡诺定理推论：卡诺定理推论：所有工作于所有工作于同温热源同温热源与与同温冷同温冷源之间源之间的可逆机，其的可逆机，其热机效率都相等热机效率都相等，即与热，即与热机的工作物质无关机的工作物质无关卡卡诺诺定定理理的的意意义义：：解解决决了了热热机机效效率率的的极极限限值值问问题2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§§ 6.2.1 熵与熵增原理熵与熵增原理 Entropy and entropy increase •熵的定义熵的定义•熵增原理熵增原理•熵变的计算熵变的计算•熵平衡熵平衡2024/9/5由物化可知，任何一个可逆循由物化可知，任何一个可逆循环均可看成由无数个小均可看成由无数个小Carnot之之和代替，和代替，则由由vp12BA熵的定义式－熵的定义式－Clausius2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录1、熵、熵S的定义的定义PVABC C( (可逆可逆) )D ( (可逆可逆) )F ( (不可逆不可逆) )任意任意可逆过程可逆过程的热温商的值的热温商的值决定于始终状态，而与可逆决定于始终状态，而与可逆途径无关，途径无关，这个热温商具有这个热温商具有状态函数的性质。

状态函数的性质§§ 6.2.1 熵与熵增原理熵与熵增原理2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录2、不可逆过程的、不可逆过程的熵变熵变 由于由于S是是状态函数状态函数，体系不可逆过，体系不可逆过程的程的熵变熵变 ，，与可逆过程的与可逆过程的熵变熵变相相等等3、、Clausius 不等式不等式pVABC C( (可逆可逆) )D ( (可逆可逆) )F ( (不可逆不可逆) )§ 6.2.1 熵与熵增原理熵与熵增原理2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§ 6.2.1 熵与熵增原理熵与熵增原理总结总结(6-22)、、(6-23)式得式得“>” “>” 号为不可逆过程；号为不可逆过程；“=” “=” 号为可逆过程号为可逆过程Clausius 不等式不等式•4 4、对于孤立体系：、对于孤立体系：δδQ=0熵增原理：熵增原理：一个孤立一个孤立体系的熵永不减少体系的熵永不减少2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§ 6.2.1 熵与熵增原理熵与熵增原理“>” “>” 号为自发过程，号为自发过程，“=” “=” 号为可逆过程号为可逆过程•任何一个体系与它的环境捆绑在一起均可看作任何一个体系与它的环境捆绑在一起均可看作一个孤立体系!!!•注意：注意：判断孤立体系是否自发过程的依据是判断孤立体系是否自发过程的依据是总熵变总熵变大于大于0 0，而不是，而不是体系的熵变大于体系的熵变大于0 0 。

环境环境孤立体系孤立体系体系体系2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录凡是凡是自发的过程都是不可逆的自发的过程都是不可逆的，而一切不可，而一切不可逆过程都可以归结为逆过程都可以归结为热转换为功的不可逆性热转换为功的不可逆性一切一切不可逆过程都是向混乱度增加的方向进不可逆过程都是向混乱度增加的方向进行行，而，而熵熵函数可以作为体系函数可以作为体系混乱度混乱度的一种量的一种量度§ 6.2.1 熵与熵增原理熵与熵增原理2024/9/5例例6-1，如，如6-1图，有人，有人设计一种程序，使得每一种程序，使得每kg温度温度为373.15K的的饱和水蒸汽和水蒸汽经过一系列的复一系列的复杂步步骤后，能后，能连续地向地向463.15K的高温的高温储热器器输送送1900kJ的的热量，蒸汽量，蒸汽最后在最后在0.1013MPa、、273.15K时冷凝冷凝为水水时离开装置离开装置假假设可以无限制取得可以无限制取得273.15K的冷凝水，的冷凝水，试从从热力学力学观点分析点分析该过程是否可行？程是否可行？解：解：对于理于理论上可能上可能发生的任何生的任何过程，必程，必须同同时符合第符合第一、第二定律。

一、第二定律蒸气通蒸气通过该装置后，在装置后，在0.1013MPa、、273.15K时冷凝冷凝热量得到最大限度量得到最大限度 的利用，的利用，为什么？什么？2024/9/5高温储热器高温储热器463.15K装置装置H2O(g)373.15K冷却水系统冷却水系统273.15KH1, ,S1 1H2O(l)273.15K0.1013MPa,H2, ,S2 2Q1=1900kJQ02024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录因为冷凝温度已达极限－因为冷凝温度已达极限－T T环环＝＝273.15K273.15K（冷却水）（冷却水）1 1）饱和水蒸汽被冷却时放出的热量能否全部给）饱和水蒸汽被冷却时放出的热量能否全部给高温储热器？高温储热器？§ 6.2.1 熵与熵增原理熵与熵增原理2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§ 6.2.1 熵与熵增原理熵与熵增原理由第一定律，由第一定律，向冷端放热：向冷端放热：再用第二定律检验，考察若按原设计过程，系统和环境再用第二定律检验，考察若按原设计过程，系统和环境的总熵是否增加，的总熵是否增加，为什么？为什么？系统系统 ？环境？环境 水蒸汽的熵变水蒸汽的熵变ΔΔS1＝＝S2-S1=0-7.3549=-7.35497.3549kJ/kgK环境－高温储热器环境－高温储热器 得到热量，保持恒温，所以得到热量，保持恒温，所以2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§ 6.2.1 熵与熵增原理熵与熵增原理环境－低温冷端的熵变环境－低温冷端的熵变孤立系统总熵变孤立系统总熵变ΔS＝＝ ΔS1+ ΔS1+ ΔS1＝＝-.412过程不可能过程不可能2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录熵的定义及应用熵的定义及应用对于绝热体系（对于绝热体系（δQ体系体系=0 ；；δQ环境环境=0 ））1 1）绝热可逆过程）绝热可逆过程环境环境δQ环境环境=0孤立体系孤立体系δQ总总=0绝热体系绝热体系δQ体系体系=02024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录熵的定义及应用熵的定义及应用2 2）绝热不可逆过程）绝热不可逆过程这是因为不管体系发生的这是因为不管体系发生的是否可逆过程，由于环境是否可逆过程，由于环境的热源无限大，环境的变的热源无限大，环境的变化可视为可逆过程。

化可视为可逆过程2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录熵增原理熵增原理•熵增原理指出熵增原理指出：：–一切自发的过程只能向一切自发的过程只能向总熵值增加总熵值增加的方向的方向举行，它提供了判断过程方向的准则当举行，它提供了判断过程方向的准则当总熵值达到最大，也即体系达到了平衡总熵值达到最大，也即体系达到了平衡•应用熵增原理时应注意：应用熵增原理时应注意：–孤立体系孤立体系–总熵变总熵变2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录熵变的计算熵变的计算& 仅有仅有PVTPVT变化的熵变变化的熵变& 有相变过程的熵变有相变过程的熵变& 环境的熵变环境的熵变2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录1、有、有PVT变化变化的熵变的熵变熵变的计算熵变的计算2、有、有相变相变过程的熵变过程的熵变等温等压可逆相变（若是不可逆相变，应设计可等温等压可逆相变（若是不可逆相变，应设计可逆过程）逆过程）2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录熵变的计算熵变的计算(1)体系体系可逆变化时环境的熵变可逆变化时环境的熵变(2)体系是不可逆变化时，但由于环境很大，可将体系是不可逆变化时，但由于环境很大，可将体系与环境交换的体系与环境交换的热量热量设计成另一个可逆过程交换设计成另一个可逆过程交换的的热量。

热量3 3、、环境环境的熵变的熵变2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录等温变化的熵变例题等温变化的熵变例题•例例1：：1mol理想气体在理想气体在20oC下等温，由下等温，由10 atm变化到变化到1atm ：：•(1)可逆膨胀，可逆膨胀，(2)不可逆膨胀，不可逆膨胀，(3)真空膨胀，分别求其熵变真空膨胀，分别求其熵变•解：解：体系，理想气体体系，理想气体10atm,20oC体系，体系，理想气理想气体体1atm,20oC环境环境1atm,20oC环境环境1atm,20oC1 1））可逆过程可逆过程2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录等温变化的熵变例题等温变化的熵变例题2 2））不可逆过程不可逆过程2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录等温变化的熵变例题等温变化的熵变例题3)3)真空膨胀真空膨胀4)4)比较比较不可逆性越大，不可逆性越大，总熵变越大！总熵变越大！2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录相变过程的熵变例题相变过程的熵变例题例例2：求：求1mol过冷水在过冷水在1atm，，-10oC的凝固为冰的熵差的凝固为冰的熵差已知已知H2O在在1atm、、0oC的凝固热为的凝固热为-6020J/mol，，Cp冰冰=37.6J/mol.K；；Cp水水=75.3J/mol.K。

解2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录相变过程的熵变例题相变过程的熵变例题2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录相变过程的熵变例题相变过程的熵变例题该过程是自发该过程是自发进行的！进行的！2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录6.2.2 熵产生与熵平衡熵产生与熵平衡•熵增熵增的过程即是的过程即是能量损耗能量损耗的过程的过程•熵平衡熵平衡就是用来检验过程熵的变化，它可以精确地衡就是用来检验过程熵的变化，它可以精确地衡量过程的量过程的能量有效利用能量有效利用．．•熵产生熵产生 由第二定律得可逆过程的热温熵等于熵变，由第二定律得可逆过程的热温熵等于熵变，而不可逆过程的热温熵小于熵变，即而不可逆过程的热温熵小于熵变，即•如何使之平衡，如何使之平衡，>变为＝？？变为＝？？2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录6.2.2 熵产生与熵平衡熵产生与熵平衡•熵产生的原因熵产生的原因是有序能量（电能机械能）耗散为无序的热量，是有序能量（电能机械能）耗散为无序的热量，并被体系吸收，从而导致体系熵的增加并被体系吸收，从而导致体系熵的增加•熵不是体系熵不是体系 的性质，而仅与过程的不可逆程度有关的性质，而仅与过程的不可逆程度有关2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录6.2.2 熵产生与熵平衡熵产生与熵平衡•熵产生不是体系熵产生不是体系 的性质，而仅与过程的不可逆程的性质，而仅与过程的不可逆程度有关，过程的不可逆程度越大，熵产生越大。

度有关，过程的不可逆程度越大，熵产生越大•熵产生越大，造成能量品位降低越多熵产生越大，造成能量品位降低越多•三种情况：三种情况：• ΔSg>0 为不可逆不可逆过程程•ΔSg＝＝0 为可逆可逆过程程•ΔSg<0 为不可能不可能过程程2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录6.2.2.2 熵平衡熵平衡•敞开体系的熵平衡方程敞开体系的熵平衡方程2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录熵平衡熵平衡1、应用于封闭体系、应用于封闭体系2、、应用于稳定流动过程应用于稳定流动过程2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录6.2.2 熵产生与熵平衡熵产生与熵平衡例题例题150℃150℃的饱和水蒸汽以的饱和水蒸汽以5kg/s5kg/s的流量通过一冷凝器，的流量通过一冷凝器，离开冷凝器时是离开冷凝器时是150 ℃150 ℃的饱和水冷凝热传给的饱和水冷凝热传给20℃20℃的大的大气试求此冷凝过程产生的熵试求此冷凝过程产生的熵饱和水饱和水饱和汽饱和汽冷凝器冷凝器大气大气20℃20℃2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录6.2.2 熵产生与熵平衡熵产生与熵平衡解：取冷凝器为敞开体系，根据热力学第一定律解：取冷凝器为敞开体系，根据热力学第一定律Q值为负说明什么？值为负说明什么？根据式（根据式（6-36），可得：），可得：（注意进出均为一股流体）（注意进出均为一股流体）2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录6.2.2 熵产生与熵平衡熵产生与熵平衡将上述数据代入式将上述数据代入式(A),得：得：结果分析果分析讨论 （（1））ΔSg>0说明什么？明什么？说明该冷凝放热过程是不可逆过程！说明该冷凝放热过程是不可逆过程！（（2））还说明什么？明什么？ 由于蒸汽是在由于蒸汽是在150℃恒温下冷凝，我们可以把它看做恒温下冷凝，我们可以把它看做是一个是一个150℃的恒温热源。

如果有一个卡诺热机工作于的恒温热源如果有一个卡诺热机工作于这一热源和这一热源和20 ℃的大气之间，就能从蒸汽冷凝中得到的大气之间，就能从蒸汽冷凝中得到如下数值的卡诺功：如下数值的卡诺功：2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录6.2.2 熵产生与熵平衡熵产生与熵平衡然而实际过程并没有提取这部分卡诺功，而使其全部然而实际过程并没有提取这部分卡诺功，而使其全部“损损失失”其次，由上式可见当环境温度其次，由上式可见当环境温度TL恒定时温度越高，即恒定时温度越高，即TH越高，越高，WC也越大，这时功损耗越大应此传热过程损失也越大，这时功损耗越大应此传热过程损失的功与传热温差有关这又可逆传热（无温差传热）即的功与传热温差有关这又可逆传热（无温差传热）即TH≈ TL时，才没有功损失此时时，才没有功损失此时WC=02024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录6.2.2 熵产生与熵平衡熵产生与熵平衡解解: :根据题意，假设空气共有根据题意，假设空气共有2mol，从设备流出后，每股，从设备流出后，每股出料含空气出料含空气1mol689715 689715 例例6-2 试问以下稳流过程是否可能：空气在试问以下稳流过程是否可能：空气在0.7MPa、、294K下进入到一个与环境绝热的设备中。

由设备流出的下进入到一个与环境绝热的设备中由设备流出的空气一半为空气一半为0.1MPa、、355K；另一半为；另一半为0.1MPa0.1MPa、、233K233K设备与环境没有功的交换以上温度范围内假定空气为理备与环境没有功的交换以上温度范围内假定空气为理想气体，并取其平均定压热容想气体，并取其平均定压热容一个过程想要实现，从化工热力学的角度衡量，必须符一个过程想要实现，从化工热力学的角度衡量，必须符合热力学第一第二定律，即同时满足合热力学第一第二定律，即同时满足2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录装置装置P0=0.7MPaT0=294K=294KQ=0P1=0.1MPaW=0T1=355K=355KP2=0.1MPaT1=233K=233K2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录6.2.2 熵产生与熵平衡熵产生与熵平衡满足第一定律满足第一定律首先进行能衡计算首先进行能衡计算再进行熵平衡再进行熵平衡对题意分对题意分析，过程析，过程为稳流为稳流2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录6.2.2 熵产生与熵平衡熵产生与熵平衡所以所以2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.§6.3 理想功、损失功和热力学效率理想功、损失功和热力学效率•理想功理想功Wid•损失功损失功WL •热力学效率热力学效率η•作业作业•损失功损失功WL •热力学效率热力学效率η2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.§6.3. 1 理想功理想功1、理想功、理想功Wid：：–指体系的状态变化以完全可逆过程实现时，理论指体系的状态变化以完全可逆过程实现时，理论上可能上可能产生的最大功产生的最大功或者必须或者必须消耗的最小功消耗的最小功。

–完全可逆完全可逆是指：是指： (1)体系内所有的变化过程必须是可逆的．体系内所有的变化过程必须是可逆的． (2)体系与温度为体系与温度为T0的环境进行热交换是可逆的的环境进行热交换是可逆的•理想功是一个理论的极限值，是实际功的比较标准理想功是一个理论的极限值，是实际功的比较标准2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录理想功理想功（（1）非流动过程）非流动过程  U=Q + W•∵∵过程完全可逆过程完全可逆，，而且体系所处环境构成了一个温度为而且体系所处环境构成了一个温度为T0的恒温热源的恒温热源•理想功理想功——产生最大功；消耗最小功产生最大功；消耗最小功2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录理想功理想功（（2）稳定流动过程）稳定流动过程2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录理想功理想功（（3）说明）说明–理想功是一个理论的极限值，是实际功的比理想功是一个理论的极限值，是实际功的比 较标准–理想功理想功Wid仅与体系状态有关，与具体的变化途径仅与体系状态有关，与具体的变化途径无关–理想功理想功Wid与环境的温度与环境的温度T0有关有关。

–理想功与可逆功的联系与区别理想功与可逆功的联系与区别1.相对于环境态或者说以环境作为标准态相对于环境态或者说以环境作为标准态2.理想功是可逆的理想功是可逆的有用功，有用功，而不是可逆功的全部而不是可逆功的全部2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.§6.3. 1 理想功理想功3. 试计算非流动过程中试计算非流动过程中1kmol N2从从813K、、4.052MPa变至变至373K、、1.013MPa时可能做的理想功时可能做的理想功若氮气是稳定流动若氮气是稳定流动过程，理想功又为多少？设大气的过程，理想功又为多少？设大气的T0=293K、、p0=0.1013MPa,氮气的定压热容为氮气的定压热容为作业作业1.1.何为理想功何为理想功Wid 2.2.化学反应过程理想功的计算对于化工过程开发、设化学反应过程理想功的计算对于化工过程开发、设计具有那些具体的重要意义计具有那些具体的重要意义2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.§6.3. 1 理想功理想功解解: :根据式（根据式（6-426-42），来计算非流动过程中的理想功来计算非流动过程中的理想功ΔU值不知道，但值不知道，但ΔU＝＝ ΔH- Δ（（pV）） 所以所以设氮气在设氮气在813K、、4.052MPa及及373K、、1.013MPa状态下状态下可应用理气状态方程，则可应用理气状态方程，则2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.§6.3. 1 理想功理想功2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.§6.3. 1 理想功理想功那么氮气在稳流过程中的理想功按式那么氮气在稳流过程中的理想功按式6-446-44计算计算对计算结果要分析！对计算结果要分析！1.体系稳流过程中体系稳流过程中放出的总能量放出的总能量为为ΔH=13386kJ2.其中其中能做功的能量能做功的能量为为9845.7kJ3.3.其余的其余的3540.3kJ不能做功而是排给了温度为不能做功而是排给了温度为T0的环的环 境。

境因此，对能量用于做功而言，总能量中的因此，对能量用于做功而言，总能量中的9845.7kJ是是有效的，而有效的，而3540.3kJ则是无效的则是无效的2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录理想功理想功（（3）稳定流动化学反应过程的理想功）稳定流动化学反应过程的理想功化学反应过程理想功的计算对于化工过程开发、设计具化学反应过程理想功的计算对于化工过程开发、设计具有重要意义有重要意义1.某化学反应，如其理想功为正值，说明在可逆条件下实现此某化学反应，如其理想功为正值，说明在可逆条件下实现此化学反应需要耗能；而如果理想功为负值说明实现此化学反应化学反应需要耗能；而如果理想功为负值说明实现此化学反应可以向外供能因此根据理想功的数值可以知道在可逆条件下可以向外供能因此根据理想功的数值可以知道在可逆条件下提供或消耗的能量的数值提供或消耗的能量的数值2.通过化学反应过程的理想功的计算，可以对化学反应过程进通过化学反应过程的理想功的计算，可以对化学反应过程进行热力学分析，以实现合理用能比如对于耗能的反应，设法行热力学分析，以实现合理用能比如对于耗能的反应，设法使供给的能量降到最低限度；对伴有能量输出的化学反应，尽使供给的能量降到最低限度；对伴有能量输出的化学反应，尽量使释放得到最大限度的利用。

量使释放得到最大限度的利用2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录理想功理想功在标准状态下在标准状态下（（25℃0.10133MPa/100kPa),稳定流动化学反稳定流动化学反应过程理想功的计算方法应过程理想功的计算方法2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录理想功理想功说明说明（（1）若温度）若温度T不是不是25℃，则由基希霍夫公式计算，则由基希霍夫公式计算T下的反应焓，反应熵也下的反应焓，反应熵也可由物化有关公式计算详见可由物化有关公式计算详见《《物理化学物理化学》》（（2）若压力不是标准压力即反应时各组分的压力不是）若压力不是标准压力即反应时各组分的压力不是100kPa,则要对查的的标则要对查的的标准焓和标准熵都要进行压力校正，详见朱自强准焓和标准熵都要进行压力校正，详见朱自强《《化工热力学化工热力学》》2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.§6.3. 2 损失功损失功•2、损失功、损失功WL ：：•由于实际过程的不可逆性，将导致作功能力的损失由于实际过程的不可逆性，将导致作功能力的损失•损失功损失功——体系在给定状态变化过程中所计算的体系在给定状态变化过程中所计算的理想理想功功Wid与该过程与该过程实际功实际功Wac的差值：的差值：2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录损失功损失功损失功损失功：与：与1 1）环境温度）环境温度T T0；；2 2））总熵变总熵变有关有关过程的不可逆性过程的不可逆性越大，越大，△△S总总越大，越大，WL就越大，就越大，因此应尽可能降低过程的不可逆性。

因此应尽可能降低过程的不可逆性2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.§6.3. 3 热力学效率热力学效率ηη•实际过程的能量利用情况可通过热力实际过程的能量利用情况可通过热力学效率学效率ηη加以评定．加以评定．2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.§6.3 理想功、损失功和热力学效率理想功、损失功和热力学效率P,MPaT, 0CH(KJ/Kg )S(KJ/Kg.K )Wid(KJ/Kg)蒸汽蒸汽7.00285.92772.15.8133-1044.3318蒸汽蒸汽1.0179.91 2778.16.5865-819.90.00816925(水水)104.890.3674例例1：有一股压力分别是：有一股压力分别是7.0MPa和和1.0MPa的饱和蒸汽用的饱和蒸汽用于作功，经稳流过程变成于作功，经稳流过程变成250C的水，求的水，求Wid(T0=298K)结论结论：：1 1）高压蒸汽的作功本领比低压蒸汽强高压蒸汽的作功本领比低压蒸汽强 2 2）高压蒸汽的加热能力比低压蒸汽弱，因此用低压蒸）高压蒸汽的加热能力比低压蒸汽弱，因此用低压蒸 汽来加热最恰当。

汽来加热最恰当2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录•例例2：流动水由：流动水由900C变为变为700C，，CP=1Cal/g.K，，忽略压差，求忽略压差，求WL(T0=298K) §6.§6.3 理想功、损失功和热力学效率理想功、损失功和热力学效率2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录例例6-3 6-3 高压水蒸汽作为动力源，可驱动透平机做功高压水蒸汽作为动力源，可驱动透平机做功753K753K、、15201520 kPakPa的过热蒸汽进入透平机，在做功的同时，每的过热蒸汽进入透平机，在做功的同时，每kgkg蒸汽向蒸汽向环境散失热量环境散失热量7.1kJ.环境温度为环境温度为293K由于过程不可逆，实际输由于过程不可逆，实际输出的功等于可逆绝热膨胀时轴功的出的功等于可逆绝热膨胀时轴功的85％做功后，排出的蒸汽变％做功后，排出的蒸汽变为为71kPa，请评价该过程的能量利用情况请评价该过程的能量利用情况§6.§6.3 理想功、损失功和热力学效率理想功、损失功和热力学效率解：由水蒸汽表（附录九）可查到进口过热蒸汽的性质解：由水蒸汽表（附录九）可查到进口过热蒸汽的性质 h1=3426.7kJ/kg,S1=7.5182kJ/kgK第一步，第一步，计算相同的始末态下，计算相同的始末态下，可逆绝热过程可逆绝热过程的膨胀功的膨胀功wS,r对可逆绝热过程，对可逆绝热过程，qr=0,Δs=s2,r-s1,r=0,即即s2,r=s1,r＝＝7.5182kJ/kg·K由出口压力由出口压力p2= 71kPa,查饱和查饱和水蒸汽表（附录八）水蒸汽表（附录八）得相应的饱和得相应的饱和态熵值为态熵值为7.4752kJ/kgK。

2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录判断，判断，透平机出口仍为过热蒸汽透平机出口仍为过热蒸汽查，查，过热蒸汽表，可得出口蒸汽的焓值为过热蒸汽表，可得出口蒸汽的焓值为 h2=2663.1kJ/kg,§6.§6.3 理想功、损失功和热力学效率理想功、损失功和热力学效率于是，于是，由第一定律有由第一定律有 ws,r=Δhr=h2-h1=2663.1-3426.7=-763.6kJ/kgWs,r<0,说明？说明？实际过程输出功实际过程输出功wac=85%ws,r=-649.1kJ/kg第二步，第二步，计算经历实际过程后，出口蒸汽的焓与熵计算经历实际过程后，出口蒸汽的焓与熵由于过程中向环境散热，由于过程中向环境散热， 7.1kJ/kg，由第一定律的能衡方程，由第一定律的能衡方程2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录Δhac=qac+wac=-7.1-649.1= -656.2kJ/kg所以所以 h2= h1+ Δhac =3426.7-656.2=2770.5kJ/kg§6.§6.3 理想功、损失功和热力学效率理想功、损失功和热力学效率出口为过热蒸汽，其出口为过热蒸汽，其p2= 71kPa, h2= 2770.5kJ/kg,查过热蒸汽表查过热蒸汽表得出口蒸汽的熵得出口蒸汽的熵 s2=7.7735kJ/kg·K所以过程体系的熵变为所以过程体系的熵变为 Δs体系体系＝＝s2-s1=7.7735-7.5182=0.2553kJ/kg·K由式（由式（6-46））2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录由式（由式（6-44））§6.§6.3 理想功、损失功和热力学效率理想功、损失功和热力学效率－号表示？－号表示？由（由（6-50），得过程的热力学效率为），得过程的热力学效率为注意，本题计算基准注意，本题计算基准1kg蒸汽蒸汽2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录复习：功与过程复习：功与过程 设在定温下，一定量理想气体在活塞筒中设在定温下，一定量理想气体在活塞筒中克服外压克服外压 , ,经经4 4种不同途径，体积从种不同途径，体积从V1 1膨胀膨胀到到V2 2所作的功。

所作的功体系所作的功如阴影面积所示体系所作的功如阴影面积所示 膨胀过程：膨胀过程：1.1.自由膨胀自由膨胀（（free expansion）） 2.2.等外压膨胀等外压膨胀（（pe保持不变）保持不变）2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录复习：功与过程复习：功与过程P2，， V2P1，， V13.3.多次等外压膨胀多次等外压膨胀2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录复习：功与过程复习：功与过程4.可逆膨胀过程可逆膨胀过程2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录 在外压为在外压为 P1 下，一次下，一次从从 V2 压缩到压缩到 V1 ，环境，环境对体系所作的功为：对体系所作的功为：复习：功与过程复习：功与过程1.一次等外压压缩一次等外压压缩 压缩过程压缩过程将体积从将体积从V V2 2 压缩到压缩到V V1 1 ，，有如下三种途径：有如下三种途径：P2，， V2P1，， V12024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录复习：功与过程复习：功与过程P2，， V2P1，， V12.多次等外压压缩多次等外压压缩 2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录复习：功与过程复习：功与过程3.可逆压缩可逆压缩2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录复习：功与过程小结复习：功与过程小结 从以上的膨胀与压缩过程看出，功与变化的途径有关。

从以上的膨胀与压缩过程看出，功与变化的途径有关虽然始终态相同，但途径不同，所作的功也大不相同显然虽然始终态相同，但途径不同，所作的功也大不相同显然，，可逆膨胀，体系对环境作最大功；可逆膨胀，体系对环境作最大功；可逆压缩，环境对体系作可逆压缩，环境对体系作最小功2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录 在绝热过程中，体系与环境间无热的交换，但可在绝热过程中，体系与环境间无热的交换，但可以有功的交换根据热力学第一定律：以有功的交换根据热力学第一定律： 这时，若体系对外作功，热力学能下降，体系温这时，若体系对外作功，热力学能下降，体系温度必然降低，反之，则体系温度升高因此度必然降低，反之，则体系温度升高因此绝热压缩，绝热压缩，使体系温度升高使体系温度升高，而，而绝热膨胀，可获得低温绝热膨胀，可获得低温习题.17））复习：绝热可逆过程的功复习：绝热可逆过程的功 U=δQ + δW 2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录复习：绝热过程的功复习：绝热过程的功绝热可逆过程的膨胀功绝热可逆过程的膨胀功 理想气体等温可逆膨胀所作的功显然会大于绝热可理想气体等温可逆膨胀所作的功显然会大于绝热可逆膨胀所作的功，这在逆膨胀所作的功，这在P-V-T三维图上看得更清楚。

三维图上看得更清楚 在在P-V-T三维图上，三维图上，黄黄色的是等压面；色的是等压面；兰色的是等兰色的是等温面温面；；红色的是等容面红色的是等容面 体系从体系从A点等温可逆点等温可逆膨胀到膨胀到B点，点，AB线下的线下的面积就是面积就是等温可逆膨胀等温可逆膨胀所作的功所作的功2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录复习：绝热过程的功复习：绝热过程的功绝热可逆过程的膨胀功绝热可逆过程的膨胀功 如果同样从如果同样从A点出发，点出发，作绝热可逆膨胀，使终作绝热可逆膨胀，使终态体积态体积V相同，则相同，则到达到达C点，点，AC线下的面线下的面积就是绝热可逆膨胀所积就是绝热可逆膨胀所作的功 显然，显然，AC线下的面积小于线下的面积小于AB线下的面积，线下的面积，C点的点的温度、压力也低于温度、压力也低于B点的温度、压力点的温度、压力2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录复习：绝热过程的功复习：绝热过程的功2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录复习：绝热可逆过程的功复习：绝热可逆过程的功两种功的投影图两种功的投影图1 1、绝热可逆过程的功（、绝热可逆过程的功（A->A->C C) )绝热过程靠消耗内能作功，绝热过程靠消耗内能作功， ∴∴要达到相同终态要达到相同终态V V ，， C C点点的的T T和和P必低于必低于B点。

点问题：若要求两过程问题：若要求两过程终态压终态压力相同，请比较它们终态的力相同，请比较它们终态的T T，，V V2 2、等温可逆过程的功、等温可逆过程的功（（A->BA->B) )2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.§6.4 有效能有效能§6.4.1 有效能定义有效能定义§§6.4.2 有效能的计算有效能的计算§§6.4.3 不可逆过程有效能损失不可逆过程有效能损失§§6.4.4 有效能效率有效能效率作业：作业：1.写出稳流过程有效能的计算公式，并对公式中各项做定性分析写出稳流过程有效能的计算公式，并对公式中各项做定性分析2.指出有效能与理想功的区别指出有效能与理想功的区别 3.何为物理有效能、化学有效能何为物理有效能、化学有效能2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录基本概念基本概念•能量不仅有能量不仅有数量数量，而且有，而且有质量质量（品位）（品位）•功的功的品位品位高于热高于热 –1度电度电=1KWhr=3600KJ=860Kcal–但但860Kcal热不能变成热不能变成1度电–热转变为功的效率为热转变为功的效率为30%•高压蒸汽的做功能力高于低压蒸汽。

高压蒸汽的做功能力高于低压蒸汽•高温热源产生的热的品位比低温热源产生的热的高温热源产生的热的品位比低温热源产生的热的品位高•绿色化学绿色化学——零排放是封闭体系零排放是封闭体系•可持续发展可持续发展——需要孤立体系需要孤立体系2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.4.1 有效能定义有效能定义•有效能有效能Ex(火用）火用）——做功的本领（做功的本领（Availability、、Energy－－Available Energy ）•定义定义 ①①：任何形式在一定状态下的：任何形式在一定状态下的有效能有效能Ex是该体系由是该体系由所处的所处的状态状态(P，，T)以以完全可逆完全可逆的方式变换为与环境处于的方式变换为与环境处于平衡的平衡的状态状态(P0，，T0)时所作出的时所作出的最大功最大功•定义定义②②：有效能：有效能Ex是体系中理论上能用来做功的能量是体系中理论上能用来做功的能量注意：注意：（（1））完全可逆完全可逆2））基准态基准态：体系与环境处于平衡的状态：体系与环境处于平衡的状态(P0，，T0)，，基准基准态下的有效能态下的有效能Ex为为02024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.4.1 有效能定义有效能定义（（3））平衡平衡：热平衡，力平衡，化学平衡：热平衡，力平衡，化学平衡（（4））能量能量是用是用数量数量来衡量的；来衡量的；有效能有效能是用是用质量质量来衡来衡量的（量的（能级能级Ω单位能所含的有效能单位能所含的有效能））–能级能级Ω=有效能有效能/总能量总能量–高级能级高级能级Ω=1；低级能级；低级能级Ω=0~1；僵化；僵化Ω=0（海（海水、大气）水、大气）–总能量总能量= 有效能有效能 + 无效能无效能 不能转变为有用功的部分不能转变为有用功的部分 火用火用 Energy 火无火无Anergy（（5））能量能量仅包含仅包含热力学第一定律热力学第一定律，而，而有效能有效能包含了包含了热力学第一、二定律热力学第一、二定律。

2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.4.2§6.4.2 有效能的计算有效能的计算注意：注意：•（（1 ））有效能有效能与与理想功理想功的区别：理想功是任意两个状的区别：理想功是任意两个状态的变化，而有效能的末态是体系的态的变化，而有效能的末态是体系的基准态基准态(P0，，T0)，， 该态的该态的有效能为有效能为0•（（ 2 ））有效能是状态函数，但与其他状态函数如有效能是状态函数，但与其他状态函数如H、、S、、U等不同等不同•稳定流动过程的有效能计算稳定流动过程的有效能计算比较：比较：（（6-15））2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.4.2§6.4.2 有效能的计算有效能的计算注意：注意：•（（3 ）式（）式（6-52）中（）中（H-H0) )部分是体系具有的部分是体系具有的能量，而能量，而T0（（S-S0) )部分是不能用来做功的能量，部分是不能用来做功的能量，即无效能即无效能•（（4 4）） T0（（S-S0) )之所以不能做功，是因为之所以不能做功，是因为S S是体是体系内分子热运动混乱度的标志，熵越大，不能使系内分子热运动混乱度的标志，熵越大，不能使用的能量越多用的能量越多有效能的分类：有效能的分类：1.物理有效能－定义见物理有效能－定义见p2012.化学有效能－定义见化学有效能－定义见p2012024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.4.2§6.4.2 有效能的计算有效能的计算有效能有效能1、物理有、物理有效能效能：：•浓度、组成不变，浓度、组成不变，T，，P T0，，P0引起的引起的有有效能变化。

效能变化2、化学有、化学有效能效能：：• T0，，P0  T0，，P0 ，，但但浓浓度、组成度、组成变化引起的变化引起的有有效能变化效能变化3、功的、功的有有效能即是功效能即是功4、动能、位能对有效、动能、位能对有效能的贡献可忽略能的贡献可忽略扩散：浓度变化扩散：浓度变化化学反应：组成化学反应：组成变化变化热有效能热有效能EXQ压力有效能压力有效能EXP2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.4.2§6.4.2 有效能的计算有效能的计算1）热有效能）热有效能EXQ热物体热物体P，，T自然环境自然环境P0,T0Q0EWQ可见温度可见温度T越接近越接近T0，有效能越小，有效能越小B.热量传递为变温过程热量传递为变温过程A. 温度为温度为T的恒温热源的恒温热源按卡诺循环所转化的最大功计算按卡诺循环所转化的最大功计算2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.4.2§6.4.2 有效能的计算有效能的计算•2）压力有效能）压力有效能EXP2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.4§6.4.2 .1 物理有效能物理有效能计算物理有效能的方法计算物理有效能的方法（（1）利用热力学图表查处物流在其）利用热力学图表查处物流在其T、、p下的下的H、、S值值及其环境态及其环境态T0、、p0下的下的H0、、S0值，然后代值，然后代入式（入式（6-52））（（2）由式（）由式（3-59）和式（）和式（3-60））2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.4§6.4.2 .1 物理有效能物理有效能计算出物流由（计算出物流由（ T0、、p0）变化到（）变化到（ T、、p）过程的焓）过程的焓变和熵变，再代入式（变和熵变，再代入式（6-52）计算）计算例例6-4（（教材教材P.201 ）试比较）试比较1.0MPa和和7.0MPa两种饱和两种饱和水蒸汽的有效能的大小。

取环境温度水蒸汽的有效能的大小取环境温度T0 = 298.15K,P0=0.101MPa.解：查附录水蒸汽表可得各状态下的焓和熵值，见表解：查附录水蒸汽表可得各状态下的焓和熵值，见表 2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.4§6.4.2 .1 物理有效能物理有效能序号序号状态状态P/MPaT/KH/KJ/KgSKJ/Kg.K0水水0.101298.15104.60.36481饱和蒸汽饱和蒸汽1.0179.02773.66.58352饱和蒸汽饱和蒸汽7.0284.02768.15.81032024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.4§6.4.2 .1 物理有效能物理有效能计算结果分析计算结果分析两种不同状态的饱和蒸汽冷凝成两种不同状态的饱和蒸汽冷凝成298.15K的水放出的的水放出的热量即热量即△△H很接近，但有效能（能够最大限度转化为功很接近，但有效能（能够最大限度转化为功的能量）却相差很大的能量）却相差很大7.0MPa的饱和蒸汽的有效能比的饱和蒸汽的有效能比1.0MPa的有效能要高出的有效能要高出27％故化工厂一般用高压蒸％故化工厂一般用高压蒸汽作为动力源。

但汽作为动力源但 制备高压蒸汽消耗的更多的有效能制备高压蒸汽消耗的更多的有效能有效能的分类：有效能的分类：1.物理有效能－定义见物理有效能－定义见p2012.化学有效能－定义见化学有效能－定义见p201细分还有动能有效能，位能有效能细分还有动能有效能，位能有效能2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.4§6.4.2 .1 物理有效能物理有效能当不能忽略两者时还应计算当不能忽略两者时还应计算1））动能有效能动能有效能- -动能火用动能火用动能火用可全部转化为有效功动能火用可全部转化为有效功2 2）势能有效能）势能有效能- -势能火用势能火用势能火用也可全部转化为有效功势能火用也可全部转化为有效功2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.4§6.4.2 .1 物理有效能物理有效能同理，功、电能和其他机械能的有效能也都是他们同理，功、电能和其他机械能的有效能也都是他们本身：本身： E EX X= = W对于热，对于热，热也可以部分地转化为有用功热也可以部分地转化为有用功对于恒温热源，热量有效能为对于恒温热源，热量有效能为对于变温热源，热量有效能为对于变温热源，热量有效能为2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.4. 2 .2 化学有效能化学有效能自学自学参考书：朱自强化工热力学参考书：朱自强化工热力学2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.4. 3 不可逆过程的有效能损失不可逆过程的有效能损失当稳流系统从状态当稳流系统从状态1 1（（T T1 1,p,p1 1) )变化到状态变化到状态2 2（（T T2 2,p,p2 2) )时，有时，有效能变化效能变化ΔΔExEx为：为：对照稳流过程理想功表达式（对照稳流过程理想功表达式（6-446-44））上式即为上式即为可知，系统从状态可知，系统从状态1 1变化到状态变化到状态2 2时，有效能的增加等于完时，有效能的增加等于完全按可逆过程变化的理想功。

同时还可以看出：全按可逆过程变化的理想功同时还可以看出：① ① ΔEx<0, ,系统可对外作功，绝对值最大的有用功为系统可对外作功，绝对值最大的有用功为ΔEx 2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.4. 3 不可逆过程的有效能损失不可逆过程的有效能损失② ② ΔEx>0, ,系统变化要消耗功，消耗的最小功为系统变化要消耗功，消耗的最小功为ΔEx 结合式结合式6-456-45、、6-486-48、、6-56 6-56 可进一步写成可进一步写成 根据热力学第二定律根据热力学第二定律 ΔΔS S孤立孤立≧≧0,0,由（由（6-576-57），可以看出），可以看出①①可逆过程的可逆过程的ΔS孤立孤立＝＝0，减少的有效能全部用于对外做功，减少的有效能全部用于对外做功②②不可逆过程的不可逆过程的ΔΔS S孤立孤立>0,>0,实际功小于有效能的减少，减少实际功小于有效能的减少，减少的有效能的一部分转化为不可逆性产生的损失功的有效能的一部分转化为不可逆性产生的损失功2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.§6.4.4 有效能衡算及有效能效率有效能衡算及有效能效率1 1、有效能衡算、有效能衡算由式（由式（由式（由式（6-576-576-576-57）可看出，系统经历一系列变化后，其有）可看出，系统经历一系列变化后，其有）可看出，系统经历一系列变化后，其有）可看出，系统经历一系列变化后，其有效能的变化不仅从功的角度体现，另一方面还表现在效能的变化不仅从功的角度体现，另一方面还表现在效能的变化不仅从功的角度体现，另一方面还表现在效能的变化不仅从功的角度体现，另一方面还表现在系统和环境的不可逆熵增上。

即有效能的变化并不是系统和环境的不可逆熵增上即有效能的变化并不是系统和环境的不可逆熵增上即有效能的变化并不是系统和环境的不可逆熵增上即有效能的变化并不是绝对地全部转化为功，而是可能有火用的损耗，因此绝对地全部转化为功，而是可能有火用的损耗，因此绝对地全部转化为功，而是可能有火用的损耗，因此绝对地全部转化为功，而是可能有火用的损耗，因此必须考察过程的有效能的效率必须考察过程的有效能的效率必须考察过程的有效能的效率必须考察过程的有效能的效率Hin、、Qin、、Ws,inHout、、Qout、、Ws,out2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.§6.4.4 有效能衡算及有效能效率有效能衡算及有效能效率上式为通式，不论可逆或不可逆过程均成立上式为通式，不论可逆或不可逆过程均成立还要满足第二定律即熵平衡还要满足第二定律即熵平衡对稳流过程，系统与环境既有质量（物料）的交换又对稳流过程，系统与环境既有质量（物料）的交换又对稳流过程，系统与环境既有质量（物料）的交换又对稳流过程，系统与环境既有质量（物料）的交换又有热量和功的交换，但无累积（即无质量累积、能量有热量和功的交换，但无累积（即无质量累积、能量有热量和功的交换，但无累积（即无质量累积、能量有热量和功的交换，但无累积（即无质量累积、能量累积）。

若忽略动能和势能项，则得能衡方程（由热累积）若忽略动能和势能项，则得能衡方程（由热累积）若忽略动能和势能项，则得能衡方程（由热累积）若忽略动能和势能项，则得能衡方程（由热力学第一定律）：力学第一定律）：力学第一定律）：力学第一定律）：2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.§6.4.4 有效能衡算及有效能效率有效能衡算及有效能效率可逆过程可逆过程ΔΔS Sg g= 0= 0不可逆过程不可逆过程ΔΔS Sg g> 0> 0Sin- -随物料流进的熵；随物料流进的熵； Sout- -随物料流出的熵；随物料流出的熵；Qin/Tinin流进的熵流；流进的熵流；Qout/Toutnoutn流出的熵流；流出的熵流；将（将（6-59）改写成）改写成2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.§6.4.4 有效能衡算及有效能效率有效能衡算及有效能效率上式为通式，不论可逆或不可逆过程均成立上式为通式，不论可逆或不可逆过程均成立还要满足第二定律即熵平衡还要满足第二定律即熵平衡由由(6-58)(6-58)减去（减去（6-606-60）再乘以）再乘以T T0 0，，得得2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.§6.4.4 有效能衡算及有效能效率有效能衡算及有效能效率1 1、有效能衡算、有效能衡算2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§6.§6.4.4 有效能衡算及有效能效率有效能衡算及有效能效率有效能损失有效能损失E1计算计算2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录§5.§5.5.3 有效能衡算及有效能效率有效能衡算及有效能效率2 2、有效能效率、有效能效率2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录有效能效率例题有效能效率例题例例6-6一个保温完好的换热器，热流体进出口温度分别为一个保温完好的换热器，热流体进出口温度分别为423K和和308K，流量，流量2.5kg/min，定压热容为，定压热容为4.36kJ/kgK；冷流体进出口；冷流体进出口温度分别为温度分别为298K和和383K，压热容为，压热容为4.69kJ/kgK 。

试计算热、冷试计算热、冷流体有效能的变化、有效能损失和有效能效率环境温度流体有效能的变化、有效能损失和有效能效率环境温度298K.解：以每分钟的流量为计解：以每分钟的流量为计算基准1）首先进行热量衡）首先进行热量衡算，求出冷流体的流量算，求出冷流体的流量423K 2.5kg/min308K298K383K上标上标″″代表热流体，代表热流体，′′代表冷流体；下标代表冷流体；下标1-1-入口，入口，2-2-出口出口2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录有效能效率例题有效能效率例题S冷流体的流量为冷流体的流量为（（2）热流体有效能变化）热流体有效能变化注意注意2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录有效能效率例题有效能效率例题（（3）冷流体有效能变化）冷流体有效能变化（（4）有效能损失）有效能损失（（5）有效能效率）有效能效率由有效能效率定义式可知，应求出冷、热流体入口的有效能之和：由有效能效率定义式可知，应求出冷、热流体入口的有效能之和：2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录有效能效率例题有效能效率例题上式中的第一项，因上式中的第一项，因 所以所以则可求得有效能效率为则可求得有效能效率为2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录6.5 化工过程能量分析及合理用能化工过程能量分析及合理用能化工过程能量分析方法－主要三种化工过程能量分析方法－主要三种（（1）能量衡算法）能量衡算法从第一定律出发，衡量在数值上能量有无缺失，指出从第一定律出发，衡量在数值上能量有无缺失，指出相应的能量利用率相应的能量利用率（（2）熵分析法－理想功、损失功和热力学效率法）熵分析法－理想功、损失功和热力学效率法结合第一定律和第二定律，通过计算不可逆过程的熵结合第一定律和第二定律，通过计算不可逆过程的熵产，确定过程的火用损失和热力学效率，即通过物料产，确定过程的火用损失和热力学效率，即通过物料和能量衡算，计算理想功、损失功，求出热力学效率和能量衡算，计算理想功、损失功，求出热力学效率2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录6.5 化工过程能量分析及合理用能化工过程能量分析及合理用能（（3）火用分析法－有效能衡算和有效能效率法）火用分析法－有效能衡算和有效能效率法通过火用平衡以确定过程的火用损失和火用效率。

－通过火用平衡以确定过程的火用损失和火用效率－“不可逆过程的有效能损失就是损失功不可逆过程的有效能损失就是损失功也是结也是结合第一和第二定律合第一和第二定律2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录有效能效率例题有效能效率例题例例15bar、、673K（（状态点状态点1）的过热蒸汽经过渐缩）的过热蒸汽经过渐缩喷嘴喷嘴绝热膨胀绝热膨胀至至1bar （（状态点状态点2）） 其等熵效等熵效率为率为90% （（状态点状态点2’）） 计算此膨胀过程中计算此膨胀过程中有有效能的损失效能的损失和和有效能效率有效能效率设环境温度设环境温度T0为为298K，，P0为为1.013bar （（状态点状态点0）） TSP1= 15barT1 = 673KP2= 1bar212’解题关键：解题关键： 求出求出状态点状态点2的的H，，S解题思路：解题思路：1）利用）利用“等熵效率为等熵效率为90%”，，由状态点由状态点2’求状态点求状态点22）利用）利用“等熵等熵”，，由状态点由状态点1求状态点求状态点 2’2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录有效能效率例题有效能效率例题解题步骤：解题步骤：1）查表知状态点）查表知状态点1，，0的的H，，S ，求出，求出B1=1095KJ/Kg2）利用）利用“等熵等熵”求点求点 2’ 的的S2’ 。

S2’ = S1=7.268KJ/Kg.K,并算出并算出2’ 的的干度干度，，再得再得H2’ 3）利用）利用“等熵效率等熵效率ηηS S为为90%”，，由状态点由状态点2’求状态点求状态点2的的H2已知已知ηS，，H1, H2’ ;求出求出H2=2702.6KJ/Kg绝热绝热Q=0Q=0WS——等熵功是指可逆绝热过程所做的功等熵功是指可逆绝热过程所做的功2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录有效能效率例题有效能效率例题4）已知状态点）已知状态点2的的H2，，P2S2=7.427KJ/Kg.K5））有效能的损失有效能的损失=B=B1 1-B-B2 2= =47.347.3KJ/KgKJ/Kg 有效能效率有效能效率ηηB=B B2 2/B/B1 1 =0.957=0.9572024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录第五章总结第五章总结 U=Q – W 封闭体系封闭体系 H=Q – Ws 稳定流动体系稳定流动体系1 1、热力学第一定律、热力学第一定律4、热功转换的不等价性、热功转换的不等价性3、最常用的能量平衡方程、最常用的能量平衡方程5 5、热力学第二定律、热力学第二定律2 2、稳流体系能量平衡方程及其各种简化、稳流体系能量平衡方程及其各种简化2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录第五章总结第五章总结6 6、热机效率、热机效率7 7、卡诺循环的可逆机效率、卡诺循环的可逆机效率8 8、熵及熵增原理、熵及熵增原理熵增原理熵增原理：：孤立体系孤立体系的自发过程总是向的自发过程总是向总熵变增大总熵变增大的的方向进行。

方向进行熵熵“>” “>” 号为不可逆过程；号为不可逆过程；“=” “=” 号为可逆过程号为可逆过程2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录熵及熵增原理小结熵及熵增原理小结过程过程ΔS总ΔS体系体系ΔS环境境总则总则0，，+0，，+，，-0，，+，，-可逆可逆0不可逆不可逆+绝热可逆绝热可逆000绝热不可逆绝热不可逆++0可逆循环可逆循环000不可逆循环不可逆循环+0+2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录第五章总结第五章总结1010、熵平衡、熵平衡11、理想功、理想功Wid：：9 9、熵变的计算、熵变的计算1、有、有PVT变化的熵变变化的熵变2、有相变过程的熵变、有相变过程的熵变3、环境的熵变、环境的熵变2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录第五章总结第五章总结12、损失功、损失功WL：：13、有效能、有效能注意与理想功的区别注意与理想功的区别14、有效能效率、有效能效率2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录各种效率小结各种效率小结热效率热效率ηQ热机效率热机效率ηH热力学效率热力学效率ηa等熵效率等熵效率ηS有效能效率有效能效率ηB2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录能量有效利用的概念能量有效利用的概念1））压力相同压力相同，，过热蒸汽过热蒸汽的有效能比的有效能比饱和蒸汽饱和蒸汽大，所以大，所以其做功本领也大。

其做功本领也大2））温度相同，高压蒸汽温度相同，高压蒸汽的的作功作功本领比本领比低压蒸汽低压蒸汽强3））温度相同，温度相同，高压蒸汽高压蒸汽加热能力加热能力比低压蒸汽弱，因此比低压蒸汽弱，因此用低压蒸汽作为工艺加热最恰当，并可减少设备费用用低压蒸汽作为工艺加热最恰当，并可减少设备费用 4））放出热相同放出热相同，，高温高压高温高压蒸汽的有效能比蒸汽的有效能比低温低压低温低压蒸蒸汽的高2024/9/5ƒ上一内容„下一内容²回主目录能量有效利用的概念能量有效利用的概念•5）一般供热用）一般供热用0.5~1.0MPa（（150~1800C）的饱和）的饱和蒸汽•6））高压蒸汽（高压蒸汽（10MPa）用来做功（推动汽轮机等））用来做功（推动汽轮机等）温度在3500C以上的高温热能（如烟道气），用以上的高温热能（如烟道气），用来产生高压蒸汽，以获得动力能源来产生高压蒸汽，以获得动力能源问题：问题：10kg/cm2的水蒸气能否推动汽轮机？的水蒸气能否推动汽轮机？•10kg/cm2=1.0MPa，，适合供热适合供热2024/9/5。