第五章 化工过程的能量分析
1 第五章 化工过程的能量分析
5.1能量平衡方程 ·5.2功热间的转化 0 5.3熵函数 ·5.4理想功、损失功及热力学效率 5.5有效能和无效能 5.6有效能衡算及有效能效率 5.7化红过程与系统的有效能分析
2 ▪ 5.1 能量平衡方程 ▪ 5.2 功热间的转化 ▪ 5.3 熵函数 ▪ 5.4 理想功、损失功及热力学效率 ▪ 5.5 有效能和无效能 ▪ 5.6 有效能衡算及有效能效率 ▪ 5.7 化工过程与系统的有效能分析
5. 1能量平衡方程 5.1.1 能量守恒与转换 一切物质都具有能量，能量是物质固有的特性。 通常，能量可分为两大类，一类是系统蓄积的能量，如动能、 势能和热力学能，它们都是系统状态的函数。另一类是过程中 系统和环境传递的能量，常见有功和热量，它们就不是状态函 数，而与过程有关。热量是因为温度差别引起的能量传递，而 做功是由势差引起的能量传递。因此，热和功是两种本质不同 且与过程传递方式有关的能量形式
3 5.1 能量平衡方程 ▪ 5.1.1 能量守恒与转换 ▪ 一切物质都具有能量，能量是物质固有的特性。 通常，能量可分为两大类，一类是系统蓄积的能量，如动能、 势能和热力学能，它们都是系统状态的函数。另一类是过程中 系统和环境传递的能量，常见有功和热量，它们就不是状态函 数，而与过程有关。热量是因为温度差别引起的能量传递，而 做功是由势差引起的能量传递。因此，热和功是两种本质不同 且与过程传递方式有关的能量形式
·体系与环境间由于温差而传递的能量称为热Q ·在除温差之外的其他推动力影响下，体系与环境间传递的能量 称为功W。 ◆ 体系在过程前后的能量变化△E应与体系在该过程中传递的热 Q与功W之代数和相等。 ·如E1、E2分别代表体系始、终态的总能量，则 △E=E2-E1=Q+W 这就是热力学第一定律的数学表达式
4 ▪ 体系与环境间由于温差而传递的能量称为热Q ▪ 在除温差之外的其他推动力影响下，体系与环境间传递的能量 称为功W。 ▪ 体系在过程前后的能量变化△E 应与体系在该过程中传递的热 Q与功W之代数和相等。 ▪ 如E1、E2分别代表体系始、终态的总能量，则 ▪ △E=E2-E1=Q+W ▪ 这就是热力学第一定律的数学表达式
在实际生产中大都遇到两种体系，即敞开体系和封闭 体系。 1.封闭体系： (限定质量体系) 与环境仅有能量交换，没有质量交换。体系内部 是固定的。封闭体系是以固定的物质为研究对象。 2.敞开体系： (限定容积体系) 与环境有能量交换，也有质量交换。 5
5 在实际生产中大都遇到两种体系，即敞开体系和封闭 体系。 1. 封闭体系： （限定质量体系） 与环境仅有能量交换，没有质量交换。体系内部 是固定的。封闭体系是以固定的物质为研究对象。 2. 敞开体系： （限定容积体系） 与环境有能量交换，也有质量交换