火用分析基礎(chǔ)課件

基本概念何謂火用？周圍環(huán)境條件下，任一形式的能量中理論上能夠轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪遣糠帜芰?，稱為該能量的火用?；靖拍詈沃^火用？周圍環(huán)境條件下，任一形式1自然環(huán)境和環(huán)境狀態(tài)自然環(huán)境：在熱力學(xué)的研究中，將自然環(huán)境抽象為一個(gè)具有不變壓力p0、不變溫度t0和不變化學(xué)組成的龐大而靜止的系統(tǒng)，當(dāng)它與任何系統(tǒng)發(fā)生能量和物質(zhì)交換時(shí)，其壓力、溫度和化學(xué)組成仍保持不變，實(shí)際工程中任何熱力過(guò)程不會(huì)影響它的狀態(tài)參數(shù)。自然環(huán)境和環(huán)境狀態(tài)自然環(huán)境：在熱力學(xué)的研究中，將自然環(huán)境抽象2環(huán)境狀態(tài)：任何一個(gè)系統(tǒng)與環(huán)境處于熱力學(xué)平衡狀態(tài)稱為環(huán)境狀態(tài)。熱力學(xué)平衡包括？不完全熱力學(xué)平衡完全熱力學(xué)平衡不完全環(huán)境狀態(tài)完全環(huán)境狀態(tài)環(huán)境狀態(tài)：任何一個(gè)系統(tǒng)與環(huán)境處于熱力學(xué)平衡包括？不完全熱力學(xué)3物理火用和化學(xué)火用以不完全平衡環(huán)境狀態(tài)為基準(zhǔn)時(shí)，系統(tǒng)所具有的火用稱為能量的物理火用。以完全平衡環(huán)境狀態(tài)為基準(zhǔn)時(shí)，系統(tǒng)所具有的火用稱為能量的化學(xué)火用。物理火用和化學(xué)火用以不完全平衡環(huán)境狀態(tài)為基準(zhǔn)時(shí)，系統(tǒng)以完全平4幾種物理火用

幾種物理火用5機(jī)械火用機(jī)械能火用：2.機(jī)械功火用：軸功、技術(shù)功和循環(huán)凈功是否為火用？機(jī)械火用機(jī)械能火用：2.機(jī)械功火用：軸功、技術(shù)功和循環(huán)凈功是6熱量火用定義：熱量相對(duì)于環(huán)境所具有的最大作功能力，稱為熱量火用?？赡鏌釞C(jī)熱量火用定義：熱量相對(duì)于環(huán)境所具有的最大作功能力，稱為熱量7定義：冷量是系統(tǒng)溫度低于環(huán)境溫度下通過(guò)邊界所傳遞的熱量。冷量火用也就是低于環(huán)境溫度的熱量火用。冷量火用可逆機(jī)定義：冷量是系統(tǒng)溫度低于環(huán)境溫度下通過(guò)邊界所傳遞的熱量。冷量8火用分析基礎(chǔ)課件9火用分析基礎(chǔ)課件10閉口系統(tǒng)的火用——內(nèi)能火用定義：任意閉口系統(tǒng)從給定狀態(tài)可逆變化到環(huán)境狀態(tài)，并只與環(huán)境交換熱量時(shí)所做的最大有用功。閉口系統(tǒng)的火用——內(nèi)能火用定義：任意閉口系統(tǒng)從給定狀態(tài)可逆變11內(nèi)能火用在p-v圖上的表示內(nèi)能火用在p-v圖上的表示12內(nèi)能火用是不是狀態(tài)參數(shù)？?jī)?nèi)能火用的正負(fù)號(hào)如何？?jī)?nèi)能火用是不是狀態(tài)參數(shù)？?jī)?nèi)能火用的正負(fù)號(hào)如何？13火用分析基礎(chǔ)課件14火用分析基礎(chǔ)課件151O’p0snOT0vm1O’p0snOT0vm16穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)工質(zhì)的火用——焓火用定義：穩(wěn)定物流從任意給定狀態(tài)經(jīng)開口系統(tǒng)以可逆方式變化到環(huán)境狀態(tài)，并只與環(huán)境交換熱量時(shí)所能做的最大有用功。穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)工質(zhì)的火用——焓火用定義：穩(wěn)定物流從任意給定狀態(tài)17穩(wěn)流工質(zhì)所做的最大有用功：穩(wěn)流工質(zhì)所做的最大有用功：18焓火用在p-v圖上的表示焓火用在p-v圖上的表示19焓火用在T-s圖上的表示焓火用在T-s圖上的表示20理想氣體的焓火用溫度火用和壓力火用理想氣體的焓火用溫度火用和壓力火用211.可逆定壓的過(guò)程2.定溫或初、終態(tài)溫度相同的過(guò)程1.可逆定壓的過(guò)程2.定溫或初、終態(tài)溫度相同的過(guò)程22可以解釋理想氣體在透平中做可逆等溫膨脹可以解釋理想氣體在透平中做可逆等溫膨脹23化學(xué)火用

化學(xué)火用24化學(xué)火用與基準(zhǔn)物系化學(xué)不平衡包括組分不平衡和濃度的不平衡?；鶞?zhǔn)物系中對(duì)基準(zhǔn)物的要求1、每種元素都有相應(yīng)的基準(zhǔn)物，基準(zhǔn)物系包括研究物質(zhì)中所有元素的基準(zhǔn)物；2、基準(zhǔn)物的火用值為零；3、各種基準(zhǔn)物均是環(huán)境中可能存在的物質(zhì)，且在不耗功條件下由環(huán)境不斷供應(yīng)；化學(xué)火用與基準(zhǔn)物系化學(xué)不平衡包括組分不平衡和濃度的不平衡。基254、不能從基準(zhǔn)物的任何結(jié)合中獲得自由功，即各種基準(zhǔn)物之間不會(huì)自發(fā)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)并做有用功。5、當(dāng)有兩種以上的物質(zhì)可取做基準(zhǔn)物時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選取自然界中相對(duì)豐富和經(jīng)濟(jì)的物質(zhì)，即以價(jià)廉易得者為宜。斯查爾古特體系龜山-吉田體系4、不能從基準(zhǔn)物的任何結(jié)合中獲得自由功，即各種基準(zhǔn)物之間不會(huì)26龜山-吉田體系（1）環(huán)境溫度T0=298.15K，環(huán)境壓力P0=1atm；（2）空氣中含有的各元素以空氣相應(yīng)的組成氣體為基準(zhǔn)物，以飽和濕空氣的摩爾成分為基準(zhǔn)物的成分；（3）其他元素則以含該元素最穩(wěn)定的純物質(zhì)作為基準(zhǔn)物。龜山-吉田體系（1）環(huán)境溫度T0=298.15K，環(huán)境壓力P27參考山內(nèi)樊，化學(xué)熱力學(xué)緒論?；瘜W(xué)工業(yè)，1981.參考山內(nèi)樊，化學(xué)熱力學(xué)緒論?；瘜W(xué)工業(yè)，1981.28斯查爾古特體系（1）環(huán)境溫度T0=298.15K，環(huán)境壓力P0=1atm；（2）無(wú)論是空氣中含有的各元素，還是其他元素，其對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)物全部采用天然物質(zhì)；（3）基準(zhǔn)物的成分（濃度）采用它在自然界中的平均成分（濃度）。斯查爾古特體系（1）環(huán)境溫度T0=298.15K，環(huán)境壓力P29化學(xué)反應(yīng)的最大有用功及其計(jì)算Forexample如果在定溫條件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的最大有用功及其計(jì)算Forexample如果在定溫30化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：環(huán)境溫度Tn=298.15K，環(huán)境壓力Pn=1atm化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：環(huán)境溫度Tn=298.15K，環(huán)境壓力Pn=131氣體的擴(kuò)散火用定義：處于p0、T0下的環(huán)境空氣中含有的任何一種氣體可逆定溫地變化到它在環(huán)境空氣中的分壓力pi0時(shí)，所能作出的最大有用功。氣體的擴(kuò)散火用定義：處于p0、T0下的環(huán)境空氣中含有的任何一32化學(xué)火用化學(xué)火用33火用分析基礎(chǔ)課件34火用分析基礎(chǔ)課件35燃料的化學(xué)火用燃料化學(xué)火用：化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，燃料與氧氣一起穩(wěn)定流經(jīng)化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)時(shí)，以可逆的方式轉(zhuǎn)變到完全平衡的環(huán)境狀態(tài)所能作出的最大有用功稱為燃料的化學(xué)火用，簡(jiǎn)稱燃料火用。燃料的化學(xué)火用燃料化學(xué)火用：化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，燃料與氧氣一起穩(wěn)36近似公式介紹煤、石油氣體燃料（2個(gè)碳原子以上的）近似公式介紹煤、石油氣體燃料（2個(gè)碳原子以上的）37液體燃料（2個(gè)碳原子以上的）固體燃料（2個(gè)碳原子以上的）即使已知燃料元素成分,也可用下面的近似式液體燃料（2個(gè)碳原子以上的）固體燃料（2個(gè)碳原子以上的）即使38(1)對(duì)環(huán)境空氣中各組成氣體擴(kuò)散火用的修正溫度變化，環(huán)境空氣中飽和水蒸汽的分壓力也隨之而變，因而其摩爾組成是改變的，因此要重新計(jì)算摩爾組成。(2)反應(yīng)火用的修正(1)對(duì)環(huán)境空氣中各組成氣體擴(kuò)散火用的修正溫度變化，環(huán)境空氣39試求燃料在t=0℃，p0=1.01325X105Pa狀態(tài)下的化學(xué)火用在t=0℃時(shí)水蒸汽的飽和壓力為ps(T0)=0.000611MPa=0.00603atm試求燃料在t=0℃，p0=1.0132540火用分析基礎(chǔ)課件41火用分析基礎(chǔ)課件42元素和化合物的化學(xué)火用利用基準(zhǔn)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p0、T0下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而反應(yīng)物和生成物均為p0、T0下的純物質(zhì)（基準(zhǔn)物）。元素和化合物的化學(xué)火用利用基準(zhǔn)反應(yīng)：一種非基準(zhǔn)物質(zhì)（包括元素43利用生成反應(yīng)系統(tǒng)求取化合物的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)火用利用生成反應(yīng)系統(tǒng)求取化合物的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)火用44環(huán)境溫度修正：任意元素化學(xué)火用的環(huán)境溫度系數(shù)：利用元素與大氣環(huán)境中的單質(zhì)或基準(zhǔn)物的反應(yīng)來(lái)求取其溫度系數(shù)。環(huán)境溫度修正：任意元素化學(xué)火用的環(huán)境溫度系數(shù)：利用元素與大氣45當(dāng)元素化學(xué)火用的環(huán)境溫度系數(shù)為已知，則化合物化學(xué)火用的環(huán)境溫度系數(shù)：當(dāng)元素化學(xué)火用的環(huán)境溫度系數(shù)為已知，則化合物化學(xué)火用46混合氣體的火用混合氣體的火用47相對(duì)于完全平衡狀態(tài)，混合氣體的火用是物理火用和化學(xué)火用之和相對(duì)于完全平衡狀態(tài)，混合氣體的火用是物理火用和化學(xué)火用之和48燃?xì)獾幕鹩萌細(xì)馐荂O2、O2、N2和H2組成。燃?xì)獾幕鹩糜晌锢砘鹩煤突瘜W(xué)火用組成。其化學(xué)火用按照混合氣體的化學(xué)火用進(jìn)行計(jì)算：環(huán)境飽和濕空氣中各組分的摩爾分?jǐn)?shù)燃?xì)獾幕鹩萌細(xì)馐荂O2、O2、N2和H2組成。燃?xì)獾幕鹩糜晌?9火用分析基礎(chǔ)課件50火用方程和火用損失閉口系統(tǒng)火用方程火用方程和火用損失閉口系統(tǒng)火用方程51開口系統(tǒng)火用方程開口系統(tǒng)火用方程52循環(huán)系統(tǒng)的火用方程和火用損失分析循環(huán)系統(tǒng)的火用方程和火用損失分析53幾種典型的火用損失1、有限溫差傳熱幾種典型的火用損失1、有限溫差傳熱54火用分析基礎(chǔ)課件552、絕熱節(jié)流過(guò)程引起火用損失2、絕熱節(jié)流過(guò)程引起火用損失563、氣體混合過(guò)程火用損失4、燃燒過(guò)程火用損失3、氣體混合過(guò)程火用損失4、燃燒過(guò)程火用損失57火用分析基礎(chǔ)課件58例題：進(jìn)入鍋爐的氣體燃料由H2、CH4、N2和NH3組成，設(shè)燃料各組分i的摩爾熱容隨溫度的變化關(guān)系可用表示。各組分的ai、bi和摩爾分?jǐn)?shù)xi列于下表。燃?xì)飧鹘M分的摩爾熱容隨溫度的變化關(guān)系可用表示。燃?xì)獾慕M分、各組分的摩爾分?jǐn)?shù)ai、bi、ci、xi列于下表：例題：進(jìn)入鍋爐的氣體燃料由H2、CH4、N2和NH3組成，設(shè)59空氣15℃氣體燃料200℃燃?xì)饨^熱燃燒溫度T=1959K空氣流量為360N.m3/h，燃料流量為100N.m3/h，燃?xì)饬髁繛?28N.m3/h空氣15℃氣體燃料200℃燃?xì)饨^熱燃燒溫度T=1959K空氣60氣體燃料各組成的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)火用和溫度修正系數(shù)見下表氣體燃料的化學(xué)火用氣體燃料各組成的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)火用和溫度修正系數(shù)見下表氣體燃料的化61混合氣體的比熱氣體燃料的物理火用混合氣體的比熱氣體燃料的物理火用62氣體燃料的摩爾火用氣體燃料的總火用燃?xì)飧鹘M分的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)火用和溫度修正系數(shù)見下表氣體燃料的摩爾火用氣體燃料的總火用燃?xì)飧鹘M分的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)火用和63燃?xì)庠赥0下的摩爾化學(xué)火用混合氣體的比熱燃?xì)庠赥0下的摩爾化學(xué)火用混合氣體的比熱64燃?xì)庠诮^熱燃燒溫度下的物理火用燃?xì)庠诮^熱燃燒溫度下的摩爾火用燃?xì)饪偦鹩弥等細(xì)庠诮^熱燃燒溫度下的物理火用燃?xì)庠诮^熱燃燒溫度下的摩爾火用65火用分析基礎(chǔ)課件66火用效率火用效率：在系統(tǒng)或設(shè)備的能量傳遞和轉(zhuǎn)換過(guò)程中，將被利用或收益的火用與支付或耗費(fèi)的火用代價(jià)的比值定義為系統(tǒng)或設(shè)備的火用效率?；鹩眯驶鹩眯剩涸谙到y(tǒng)或設(shè)備的能量傳遞和轉(zhuǎn)換過(guò)程67建立火用效率公式的原則建立火用效率公式的原則68建立火用效率公式的模型和火用效率的形式“火用”源A穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)“火用”的副收益戶C“火用”的主收益戶B建立火用效率公式的模型和火用效率的形式“火用”源A穩(wěn)定流動(dòng)“69常用熱工裝置的耗費(fèi)火用、收益火用和火用效率常用熱工裝置的耗費(fèi)火用、收益火用和火用效率70火用分析的基本模型1、黑箱模型：由不透明的邊界所包圍的體系。2、白箱模型：由透明的邊界所包圍的體系?；鹩梅治龅幕灸Ｐ?、黑箱模型：由不透明的邊界所包圍的體系。713、灰箱模型：將系統(tǒng)中的設(shè)備均看成是黑箱模型。3.1：簡(jiǎn)單串聯(lián)系統(tǒng)：3.2：復(fù)雜串聯(lián)系統(tǒng)：3、灰箱模型：將系統(tǒng)中的設(shè)備均看成是黑箱模型。3.1：簡(jiǎn)單串723.3：并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)模型：燃?xì)廨啓C(jī)裝置的火用分析3壓氣機(jī)燃燒室燃?xì)廨啓C(jī)1243.3：并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)模型：燃?xì)廨啓C(jī)裝置的火用分析3壓氣機(jī)燃燒室燃73acba、壓縮機(jī)；b、燃燒室；c、燃?xì)廨啓C(jī)1234acba、壓縮機(jī)；b、燃燒室；c、燃?xì)廨啓C(jī)123474基本概念何謂火用？周圍環(huán)境條件下，任一形式的能量中理論上能夠轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪遣糠帜芰浚Q為該能量的火用。基本概念何謂火用？周圍環(huán)境條件下，任一形式75自然環(huán)境和環(huán)境狀態(tài)自然環(huán)境：在熱力學(xué)的研究中，將自然環(huán)境抽象為一個(gè)具有不變壓力p0、不變溫度t0和不變化學(xué)組成的龐大而靜止的系統(tǒng)，當(dāng)它與任何系統(tǒng)發(fā)生能量和物質(zhì)交換時(shí)，其壓力、溫度和化學(xué)組成仍保持不變，實(shí)際工程中任何熱力過(guò)程不會(huì)影響它的狀態(tài)參數(shù)。自然環(huán)境和環(huán)境狀態(tài)自然環(huán)境：在熱力學(xué)的研究中，將自然環(huán)境抽象76環(huán)境狀態(tài)：任何一個(gè)系統(tǒng)與環(huán)境處于熱力學(xué)平衡狀態(tài)稱為環(huán)境狀態(tài)。熱力學(xué)平衡包括？不完全熱力學(xué)平衡完全熱力學(xué)平衡不完全環(huán)境狀態(tài)完全環(huán)境狀態(tài)環(huán)境狀態(tài)：任何一個(gè)系統(tǒng)與環(huán)境處于熱力學(xué)平衡包括？不完全熱力學(xué)77物理火用和化學(xué)火用以不完全平衡環(huán)境狀態(tài)為基準(zhǔn)時(shí)，系統(tǒng)所具有的火用稱為能量的物理火用。以完全平衡環(huán)境狀態(tài)為基準(zhǔn)時(shí)，系統(tǒng)所具有的火用稱為能量的化學(xué)火用。物理火用和化學(xué)火用以不完全平衡環(huán)境狀態(tài)為基準(zhǔn)時(shí)，系統(tǒng)以完全平78幾種物理火用

幾種物理火用79機(jī)械火用機(jī)械能火用：2.機(jī)械功火用：軸功、技術(shù)功和循環(huán)凈功是否為火用？機(jī)械火用機(jī)械能火用：2.機(jī)械功火用：軸功、技術(shù)功和循環(huán)凈功是80熱量火用定義：熱量相對(duì)于環(huán)境所具有的最大作功能力，稱為熱量火用。可逆熱機(jī)熱量火用定義：熱量相對(duì)于環(huán)境所具有的最大作功能力，稱為熱量81定義：冷量是系統(tǒng)溫度低于環(huán)境溫度下通過(guò)邊界所傳遞的熱量。冷量火用也就是低于環(huán)境溫度的熱量火用。冷量火用可逆機(jī)定義：冷量是系統(tǒng)溫度低于環(huán)境溫度下通過(guò)邊界所傳遞的熱量。冷量82火用分析基礎(chǔ)課件83火用分析基礎(chǔ)課件84閉口系統(tǒng)的火用——內(nèi)能火用定義：任意閉口系統(tǒng)從給定狀態(tài)可逆變化到環(huán)境狀態(tài)，并只與環(huán)境交換熱量時(shí)所做的最大有用功。閉口系統(tǒng)的火用——內(nèi)能火用定義：任意閉口系統(tǒng)從給定狀態(tài)可逆變85內(nèi)能火用在p-v圖上的表示內(nèi)能火用在p-v圖上的表示86內(nèi)能火用是不是狀態(tài)參數(shù)？?jī)?nèi)能火用的正負(fù)號(hào)如何？?jī)?nèi)能火用是不是狀態(tài)參數(shù)？?jī)?nèi)能火用的正負(fù)號(hào)如何？87火用分析基礎(chǔ)課件88火用分析基礎(chǔ)課件891O’p0snOT0vm1O’p0snOT0vm90穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)工質(zhì)的火用——焓火用定義：穩(wěn)定物流從任意給定狀態(tài)經(jīng)開口系統(tǒng)以可逆方式變化到環(huán)境狀態(tài)，并只與環(huán)境交換熱量時(shí)所能做的最大有用功。穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)工質(zhì)的火用——焓火用定義：穩(wěn)定物流從任意給定狀態(tài)91穩(wěn)流工質(zhì)所做的最大有用功：穩(wěn)流工質(zhì)所做的最大有用功：92焓火用在p-v圖上的表示焓火用在p-v圖上的表示93焓火用在T-s圖上的表示焓火用在T-s圖上的表示94理想氣體的焓火用溫度火用和壓力火用理想氣體的焓火用溫度火用和壓力火用951.可逆定壓的過(guò)程2.定溫或初、終態(tài)溫度相同的過(guò)程1.可逆定壓的過(guò)程2.定溫或初、終態(tài)溫度相同的過(guò)程96可以解釋理想氣體在透平中做可逆等溫膨脹可以解釋理想氣體在透平中做可逆等溫膨脹97化學(xué)火用

化學(xué)火用98化學(xué)火用與基準(zhǔn)物系化學(xué)不平衡包括組分不平衡和濃度的不平衡?；鶞?zhǔn)物系中對(duì)基準(zhǔn)物的要求1、每種元素都有相應(yīng)的基準(zhǔn)物，基準(zhǔn)物系包括研究物質(zhì)中所有元素的基準(zhǔn)物；2、基準(zhǔn)物的火用值為零；3、各種基準(zhǔn)物均是環(huán)境中可能存在的物質(zhì)，且在不耗功條件下由環(huán)境不斷供應(yīng)；化學(xué)火用與基準(zhǔn)物系化學(xué)不平衡包括組分不平衡和濃度的不平衡。基994、不能從基準(zhǔn)物的任何結(jié)合中獲得自由功，即各種基準(zhǔn)物之間不會(huì)自發(fā)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)并做有用功。5、當(dāng)有兩種以上的物質(zhì)可取做基準(zhǔn)物時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選取自然界中相對(duì)豐富和經(jīng)濟(jì)的物質(zhì)，即以價(jià)廉易得者為宜。斯查爾古特體系龜山-吉田體系4、不能從基準(zhǔn)物的任何結(jié)合中獲得自由功，即各種基準(zhǔn)物之間不會(huì)100龜山-吉田體系（1）環(huán)境溫度T0=298.15K，環(huán)境壓力P0=1atm；（2）空氣中含有的各元素以空氣相應(yīng)的組成氣體為基準(zhǔn)物，以飽和濕空氣的摩爾成分為基準(zhǔn)物的成分；（3）其他元素則以含該元素最穩(wěn)定的純物質(zhì)作為基準(zhǔn)物。龜山-吉田體系（1）環(huán)境溫度T0=298.15K，環(huán)境壓力P101參考山內(nèi)樊，化學(xué)熱力學(xué)緒論?；瘜W(xué)工業(yè)，1981.參考山內(nèi)樊，化學(xué)熱力學(xué)緒論?；瘜W(xué)工業(yè)，1981.102斯查爾古特體系（1）環(huán)境溫度T0=298.15K，環(huán)境壓力P0=1atm；（2）無(wú)論是空氣中含有的各元素，還是其他元素，其對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)物全部采用天然物質(zhì)；（3）基準(zhǔn)物的成分（濃度）采用它在自然界中的平均成分（濃度）。斯查爾古特體系（1）環(huán)境溫度T0=298.15K，環(huán)境壓力P103化學(xué)反應(yīng)的最大有用功及其計(jì)算Forexample如果在定溫條件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的最大有用功及其計(jì)算Forexample如果在定溫104化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：環(huán)境溫度Tn=298.15K，環(huán)境壓力Pn=1atm化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：環(huán)境溫度Tn=298.15K，環(huán)境壓力Pn=1105氣體的擴(kuò)散火用定義：處于p0、T0下的環(huán)境空氣中含有的任何一種氣體可逆定溫地變化到它在環(huán)境空氣中的分壓力pi0時(shí)，所能作出的最大有用功。氣體的擴(kuò)散火用定義：處于p0、T0下的環(huán)境空氣中含有的任何一106化學(xué)火用化學(xué)火用107火用分析基礎(chǔ)課件108火用分析基礎(chǔ)課件109燃料的化學(xué)火用燃料化學(xué)火用：化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，燃料與氧氣一起穩(wěn)定流經(jīng)化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)時(shí)，以可逆的方式轉(zhuǎn)變到完全平衡的環(huán)境狀態(tài)所能作出的最大有用功稱為燃料的化學(xué)火用，簡(jiǎn)稱燃料火用。燃料的化學(xué)火用燃料化學(xué)火用：化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，燃料與氧氣一起穩(wěn)110近似公式介紹煤、石油氣體燃料（2個(gè)碳原子以上的）近似公式介紹煤、石油氣體燃料（2個(gè)碳原子以上的）111液體燃料（2個(gè)碳原子以上的）固體燃料（2個(gè)碳原子以上的）即使已知燃料元素成分,也可用下面的近似式液體燃料（2個(gè)碳原子以上的）固體燃料（2個(gè)碳原子以上的）即使112(1)對(duì)環(huán)境空氣中各組成氣體擴(kuò)散火用的修正溫度變化，環(huán)境空氣中飽和水蒸汽的分壓力也隨之而變，因而其摩爾組成是改變的，因此要重新計(jì)算摩爾組成。(2)反應(yīng)火用的修正(1)對(duì)環(huán)境空氣中各組成氣體擴(kuò)散火用的修正溫度變化，環(huán)境空氣113試求燃料在t=0℃，p0=1.01325X105Pa狀態(tài)下的化學(xué)火用在t=0℃時(shí)水蒸汽的飽和壓力為ps(T0)=0.000611MPa=0.00603atm試求燃料在t=0℃，p0=1.01325114火用分析基礎(chǔ)課件115火用分析基礎(chǔ)課件116元素和化合物的化學(xué)火用利用基準(zhǔn)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p0、T0下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而反應(yīng)物和生成物均為p0、T0下的純物質(zhì)（基準(zhǔn)物）。元素和化合物的化學(xué)火用利用基準(zhǔn)反應(yīng)：一種非基準(zhǔn)物質(zhì)（包括元素117利用生成反應(yīng)系統(tǒng)求取化合物的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)火用利用生成反應(yīng)系統(tǒng)求取化合物的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)火用118環(huán)境溫度修正：任意元素化學(xué)火用的環(huán)境溫度系數(shù)：利用元素與大氣環(huán)境中的單質(zhì)或基準(zhǔn)物的反應(yīng)來(lái)求取其溫度系數(shù)。環(huán)境溫度修正：任意元素化學(xué)火用的環(huán)境溫度系數(shù)：利用元素與大氣119當(dāng)元素化學(xué)火用的環(huán)境溫度系數(shù)為已知，則化合物化學(xué)火用的環(huán)境溫度系數(shù)：當(dāng)元素化學(xué)火用的環(huán)境溫度系數(shù)為已知，則化合物化學(xué)火用120混合氣體的火用混合氣體的火用121相對(duì)于完全平衡狀態(tài)，混合氣體的火用是物理火用和化學(xué)火用之和相對(duì)于完全平衡狀態(tài)，混合氣體的火用是物理火用和化學(xué)火用之和122燃?xì)獾幕鹩萌細(xì)馐荂O2、O2、N2和H2組成。燃?xì)獾幕鹩糜晌锢砘鹩煤突瘜W(xué)火用組成。其化學(xué)火用按照混合氣體的化學(xué)火用進(jìn)行計(jì)算：環(huán)境飽和濕空氣中各組分的摩爾分?jǐn)?shù)燃?xì)獾幕鹩萌細(xì)馐荂O2、O2、N2和H2組成。燃?xì)獾幕鹩糜晌?23火用分析基礎(chǔ)課件124火用方程和火用損失閉口系統(tǒng)火用方程火用方程和火用損失閉口系統(tǒng)火用方程125開口系統(tǒng)火用方程開口系統(tǒng)火用方程126循環(huán)系統(tǒng)的火用方程和火用損失分析循環(huán)系統(tǒng)的火用方程和火用損失分析127幾種典型的火用損失1、有限溫差傳熱幾種典型的火用損失1、有限溫差傳熱128火用分析基礎(chǔ)課件1292、絕熱節(jié)流過(guò)程引起火用損失2、絕熱節(jié)流過(guò)程引起火用損失1303、氣體混合過(guò)程火用損失4、燃燒過(guò)程火用損失3、氣體混合過(guò)程火用損失4、燃燒過(guò)程火用損失131火用分析基礎(chǔ)課件132例題：進(jìn)入鍋爐的氣體燃料由H2、CH4、N2和NH3組成，設(shè)燃料各組分i的摩爾熱容隨溫度的變化關(guān)系可用表示。各組分的ai、bi和摩爾分?jǐn)?shù)xi列于下表。燃?xì)飧鹘M分的摩爾熱容隨溫度的變化關(guān)系可用表示。燃?xì)獾慕M分、各組分的摩爾分?jǐn)?shù)ai、bi、ci、xi列于下表：例題：進(jìn)入鍋爐的氣體燃料由H2、CH4、N2和NH3組成，設(shè)133空氣15℃氣體燃料200℃燃?xì)饨^熱燃燒溫度T=1959K空氣流量為360N.m3