(35)--5.8 火用参数的基本概念.ppt
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1、The Second Law of Thermodynamics热力学第二定律工程热力学 火用参数的基本概念1.无限可转换能量1956,I.Rant I.郎特(南斯拉夫)Available Energy Energy东南大学夏彦儒教授翻译为火用问题:如何评价能量价值?Anergy可用能 有用功 火无 Unavailable energyExergy2.火用和火无火用Ex的定义 当系统由一任意状态可逆地变化到与给定环境相平衡的状态时,理论上可以无限转换为任何其它能量形式的那部分能量,称之为火用,Ex。能量中除了火用Ex 的部分,就是火无 An,单位:J或kJ E=Ex+An小结 可无限转换的能量
2、如:机械能、电能、水能、风能理论上可以无限转换为功的能量高品质能量理论上不能转换为功的能量 如:环境(大气、海洋)(Ex)(An)不能转换的能量可有限转换的能量(Ex+An)Ex作功能力1.恒温热源 T 下的 Q Ex,Q:Q中最大可能转换为功的部分 TST0Ex,QAn,Q 卡诺循环的功TS2.变温热源下的QTST0ExQAnQ 取微元卡诺循环的功分析,积分求得 S3.分析讨论7TST0Ex,QAn,QEx,Q=Q-T0 S=f(Q,T,T0)Ex损损失失 Q 一定,不同 T 物体间传热,有Ex 损失,作功能力损失I=T0 Siso Q中最大可能转换为功的部分,就是Ex,Q;单一热源热机不能
3、作功 T=T0,Ex,Q=0 一切不可逆过程均造成作功能力降低,即火用损失,不可逆程度愈严重,作功能力降低愈多,火用损失愈大,所以火用损失可以作为不可逆尺度的一个度量。体系的火用值是指其处于环境条件下经完全可逆过程过渡到与环境平衡时所作出的有用功,这时作功能力最大。孤立系统中火用和熵一样不守恒,但与孤立系统中熵在过程中只增不减相反,火用在能量传递和转换过程中其总量只减不增。孤立系统的熵增和火用损失必然有内在联系。1.火用损失的本质I=T0 Siso2.能量贬值原理 孤立系统中进行热力过程时,火用只会减小而不会增大,极限情况下(可逆过程)火用保持不变。火用一旦退化为火无就再也无法转变为火用,因而火用损失才是真正意义上的损失。或小结 或能量贬值原理I=T0 Siso火用损失能量有品质之分,热量有品位高低!
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