第五章.工程熱力學(xué)

1、15-1 熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)與表述熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)與表述5-2 卡諾循環(huán)與卡諾定理卡諾循環(huán)與卡諾定理5-3 狀態(tài)參數(shù)熵及熵方程狀態(tài)參數(shù)熵及熵方程5-4 孤立系統(tǒng)熵增原理與作功能力孤立系統(tǒng)熵增原理與作功能力 損失損失5-5 火用與火無火用與火無5-6 火用分析與火用方程火用分析與火用方程第五章第五章 熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律25-1 熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)與表述熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)與表述熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律闡明了熱力過程中能量的數(shù)量守恒闡明了熱力過程中能量的數(shù)量守恒未闡明熱力過程的方向、條件和限度未闡明熱力過程的方向、條件和限度未闡明不同類型能量的質(zhì)的區(qū)別未闡明不同類型能量的質(zhì)的

2、區(qū)別 1. .自發(fā)過程：可以自發(fā)過程：可以自動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)進(jìn)行的過程的過程 如：溫差傳熱、自由膨脹、混合過程（擴(kuò)散）、水流、如：溫差傳熱、自由膨脹、混合過程（擴(kuò)散）、水流、 電流、摩擦生熱等。電流、摩擦生熱等。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：方向性、不可逆性方向性、不可逆性 自發(fā)過程逆行的條件自發(fā)過程逆行的條件：需要一定的需要一定的補(bǔ)償條件補(bǔ)償條件判斷正誤：自發(fā)過程是不可逆過程？判斷正誤：自發(fā)過程是不可逆過程？ 可逆過程是非自發(fā)過程？可逆過程是非自發(fā)過程？ 非自發(fā)過程是可逆過程？非自發(fā)過程是可逆過程？ 3 2. .熱力學(xué)第二定律的表述熱力學(xué)第二定律的表述 克勞修斯說法克勞修斯說法（熱量傳遞）：熱量不可能（熱量傳遞）

3、：熱量不可能自發(fā)地、不自發(fā)地、不付代價(jià)地付代價(jià)地由低溫物體傳遞到高溫物體。由低溫物體傳遞到高溫物體。 開爾文說法開爾文說法（熱功轉(zhuǎn)換）：不可能從單一熱源吸收熱（熱功轉(zhuǎn)換）：不可能從單一熱源吸收熱量，并使其量，并使其完全完全轉(zhuǎn)變成機(jī)械能而轉(zhuǎn)變成機(jī)械能而不產(chǎn)生其他變化不產(chǎn)生其他變化。 第二類永動(dòng)機(jī)第二類永動(dòng)機(jī)：從大海或大氣中吸收熱量，并使其轉(zhuǎn)從大?；虼髿庵形諢崃?，并使其轉(zhuǎn)換為機(jī)械功。換為機(jī)械功。5-1 熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)與表述熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)與表述注意：注意：兩種說法本質(zhì)上是一致的！兩種說法本質(zhì)上是一致的！43. .熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì) 論述熱力過程的論述熱力過程的方向

4、性方向性及及能質(zhì)退化能質(zhì)退化的規(guī)律。的規(guī)律。 能質(zhì)降低的過程可自發(fā)進(jìn)行，反之需一定的能質(zhì)降低的過程可自發(fā)進(jìn)行，反之需一定的補(bǔ)償條件補(bǔ)償條件，過程的總效果是總體過程的總效果是總體能質(zhì)降低能質(zhì)降低。5-1 熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)與表述熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)與表述55-2 卡諾循環(huán)與卡諾定理卡諾循環(huán)與卡諾定理一、一、卡諾循環(huán)卡諾循環(huán) 1. 組成：兩個(gè)組成：兩個(gè)可逆絕熱過程可逆絕熱過程和和兩個(gè)兩個(gè)可逆定溫過程可逆定溫過程。 ab：可逆絕熱壓縮過程：可逆絕熱壓縮過程 bc：可逆定溫吸熱過程：可逆定溫吸熱過程 cd：可逆絕熱膨脹過程：可逆絕熱膨脹過程 da：可逆定溫放熱過程：可逆定溫放熱過程注意注意：卡諾循環(huán)

5、是卡諾循環(huán)是兩個(gè)兩個(gè)熱源間熱源間的的可逆可逆正向循環(huán)。正向循環(huán)。62. 熱效率：熱效率：121212ct,1lnln11TTvvRTvvRTqqbcad小結(jié)：小結(jié)：a. 卡諾循環(huán)熱效率僅取決于熱源溫度，卡諾循環(huán)熱效率僅取決于熱源溫度，總小于總小于1，與工質(zhì)性質(zhì)無關(guān)；，與工質(zhì)性質(zhì)無關(guān)；b. 當(dāng)當(dāng)T1=T2時(shí)，熱效率為零，即不可能只有一個(gè)熱源就能使熱能轉(zhuǎn)化為時(shí)，熱效率為零，即不可能只有一個(gè)熱源就能使熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；機(jī)械能；c.卡諾循環(huán)熱效率隨卡諾循環(huán)熱效率隨T1的升高或的升高或T2的降低的降低而升高；而升高；d. 卡諾循環(huán)卡諾循環(huán)為提高熱效率指明了方向?yàn)樘岣邿嵝手该髁朔较颍合颦h(huán)境放熱、絕熱壓縮

6、和膨脹。：向環(huán)境放熱、絕熱壓縮和膨脹。121212ct,1)()(11TTssTssTqqbcad或5-2 卡諾循環(huán)與卡諾定理卡諾循環(huán)與卡諾定理7二、逆二、逆卡諾循環(huán)卡諾循環(huán) 1. 過程：卡諾循環(huán)逆向進(jìn)行過程：卡諾循環(huán)逆向進(jìn)行 2. 經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)：經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)：211211net1c , 2212212net2c , 1TTTqqqwqTTTqqqwq供熱系數(shù)：制冷系數(shù)：小結(jié)：小結(jié)：a. 逆向卡諾循環(huán)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)僅取決于兩熱源溫度，且逆向卡諾循環(huán)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)僅取決于兩熱源溫度，且隨隨T1 的降低或的降低或T2 的升高而升高的升高而升高；b. 逆卡諾循環(huán)的供熱系數(shù)總大于逆卡諾循環(huán)的供熱系數(shù)總大于1，而制

7、冷系數(shù)理論上可，而制冷系數(shù)理論上可、=或或1，但由于但由于(T1T2)總小于總小于T2，因此也大于，因此也大于1。5-2 卡諾循環(huán)與卡諾定理卡諾循環(huán)與卡諾定理8三三. 多熱源的可逆循環(huán)多熱源的可逆循環(huán) 1. 圖示：圖示： 循環(huán)循環(huán)abcda可逆可逆有有無窮多無窮多熱源熱源2. 熱效率：熱效率：aabcadccqq12121112t面積面積同溫限間同溫限間卡諾循環(huán)的熱效率為卡諾循環(huán)的熱效率為:12121112ct,ABDCqq面積面積3. 平均吸熱溫度平均吸熱溫度與與平均放熱溫度平均放熱溫度:ct,121212t2211111TTTTqqTTTT且ct,t結(jié)論結(jié)論：同溫度限間同溫度限間，卡，卡諾

8、循環(huán)熱效率高于多熱諾循環(huán)熱效率高于多熱源可逆循環(huán)的熱效率。源可逆循環(huán)的熱效率。平均溫度：不是起點(diǎn)與平均溫度：不是起點(diǎn)與終點(diǎn)溫度的簡單平均。終點(diǎn)溫度的簡單平均。5-2 卡諾循環(huán)與卡諾定理卡諾循環(huán)與卡諾定理1T2TT1T2ABDC9四四. 概括性卡諾循環(huán)概括性卡諾循環(huán) （兩熱源兩熱源間的其他可逆循環(huán)間的其他可逆循環(huán) 極限極限回?zé)嵫h(huán)）回?zé)嵫h(huán)） 回?zé)幔夯責(zé)幔豪霉べ|(zhì)排出的熱量來加熱工質(zhì)利用工質(zhì)排出的熱量來加熱工質(zhì)1. 組成：兩個(gè)組成：兩個(gè)可逆定溫可逆定溫過程和兩個(gè)過程和兩個(gè) 多變指數(shù)相同的多變指數(shù)相同的可逆多變可逆多變過程過程2. 熱效率：熱效率：121212t1)()(11TTssTssTqqb

9、cad概括性卡諾循環(huán)與卡諾循環(huán)的共同點(diǎn)：可逆循環(huán)、概括性卡諾循環(huán)與卡諾循環(huán)的共同點(diǎn)：可逆循環(huán)、兩個(gè)熱源兩個(gè)熱源ct,tQ無限多蓄熱器無限多蓄熱器Q極限：極限：工質(zhì)向蓄熱器放熱后溫度降低到極限（低溫?zé)嵩矗?，工質(zhì)向蓄熱器放熱后溫度降低到極限（低溫?zé)嵩矗?工質(zhì)從蓄熱器吸熱后溫度升高到極限（高溫?zé)嵩矗?。工質(zhì)從蓄熱器吸熱后溫度升高到極限（高溫?zé)嵩矗?5-2 卡諾循環(huán)與卡諾定理卡諾循環(huán)與卡諾定理10例例5-1：如圖一可逆循環(huán)，如圖一可逆循環(huán)，T1=1500K，T2=300K，p1=28MPa，p2=0.1MPa，cp=1.005kJ/(kg K)求熱效率，并與同溫限間卡諾求熱效率，并與同溫限間卡諾循環(huán)

10、熱效率進(jìn)行比較。循環(huán)熱效率進(jìn)行比較。解：解：8 . 01598. 0kJ/kg2 .4851 . 028ln300287. 0lnkJ/kg12061200005. 1)(12ct,121t2322311TTqqqppRTqTTcqp為什么為什么 t T0)的熱源的熱源放出的熱量放出的熱量Q中能夠轉(zhuǎn)化為有用功的最大值，中能夠轉(zhuǎn)化為有用功的最大值，Ex,Q5-5 火用與火無火用與火無 “火用分析法火用分析法”能更科學(xué)、合理地分析熱力過程的實(shí)質(zhì)。能更科學(xué)、合理地分析熱力過程的實(shí)質(zhì)。371) 若熱源溫度保持不變：若熱源溫度保持不變：QQxQnQQxSTTQTEQASTQTTQE, f00, f00,

11、)1 (2) 若熱源溫度降低：若熱源溫度降低：QQxQnQQxQQxSTEQASTQTQTQQTTESTQTTQE, f0, f0210210, f00,)1 ()1 (注意：注意：Q 、Ex,Q、An,Q和和Sf,Q均為絕對(duì)值均為絕對(duì)值5-5 火用與火無火用與火無 383) 熱量火用的性質(zhì)：熱量火用的性質(zhì)： a. Ex,Q不僅與不僅與Q有關(guān)，還與有關(guān)，還與T、T0有關(guān)；當(dāng)有關(guān)；當(dāng)Q和和T0不變不變時(shí)，時(shí)，T越高，越高，Ex,Q越大越大，但一定小于熱量，但一定小于熱量Q； b. 當(dāng)當(dāng)T時(shí)，時(shí)，An,Q 0，但永遠(yuǎn)大于，但永遠(yuǎn)大于0； c. 熱量火用與熱量火無都是熱量火用與熱量火無都是過程量過程

12、量。2. 冷量火用冷量火用 定義：環(huán)境溫度為定義：環(huán)境溫度為T0時(shí)，溫度時(shí)，溫度T (TT0)的冷源的冷源吸收熱量吸收熱量Q0的過程中作出的最大有的過程中作出的最大有用功，用功，Ex,Q0放出冷量放出冷量Q05-5 火用與火無火用與火無 391) 若冷源溫度保持不變：若冷源溫度保持不變：0, f0000000,0,) 1()1 ()1)(00QSTTTQTTTTQTTEQEQQxQx2) 若冷源溫度升高：若冷源溫度升高：0000,0, f0,0, f000,0, f000,) 1() 1(QxQQnQQxQQxEQSTAQSTQTTEQSTTTQE注意：注意：Q0、Ex,Q0、An,Q0和和S

13、f,Q均為絕對(duì)值均為絕對(duì)值5-5 火用與火無火用與火無 00,0, f0,QxQQnEQSTA10Q403) 冷量火用的性質(zhì)：冷量火用的性質(zhì)：a. Ex,Q0不僅與不僅與Q0有關(guān)，還與有關(guān)，還與T、T0有關(guān)；有關(guān)；b. 當(dāng)當(dāng)Q0和和T0不變時(shí)，不變時(shí)，T越小越小Ex,Q0越大越大;Ex,Q0可能可能 、=或或 Q0c. 冷量火用和冷量火無也是過程量。冷量火用和冷量火無也是過程量。3. 熱量火用與冷量火用的聯(lián)系熱量火用與冷量火用的聯(lián)系a. 兩者的計(jì)算式相差一負(fù)號(hào)；兩者的計(jì)算式相差一負(fù)號(hào)；b. 物體吸熱，熱量中可用能使物體物體吸熱，熱量中可用能使物體作功能力增大；但物體吸冷，使物作功能力增大；但物

14、體吸冷，使物體作功能力下降，即體作功能力下降，即熱量與熱量熱量與熱量火用同向；冷量與冷量火用反向火用同向；冷量與冷量火用反向。c. 熱（冷）量火擁與熱（冷）量火擁與T的關(guān)系。的關(guān)系。5-5 火用與火無火用與火無 41三三. 閉口系工質(zhì)的熱力學(xué)能火用閉口系工質(zhì)的熱力學(xué)能火用 1. 定義：閉口系工質(zhì)由某狀態(tài)可逆變化到與環(huán)境相平衡時(shí)定義：閉口系工質(zhì)由某狀態(tài)可逆變化到與環(huán)境相平衡時(shí)作出的作出的最大有用功最大有用功，過程中，過程中系統(tǒng)不與環(huán)境外的熱源交換熱量系統(tǒng)不與環(huán)境外的熱源交換熱量2. 表達(dá)式：表達(dá)式： 將閉口系和可逆熱機(jī)組成一系統(tǒng)，進(jìn)將閉口系和可逆熱機(jī)組成一系統(tǒng)，進(jìn)入系統(tǒng)能量為入系統(tǒng)能量為0，離開

15、系統(tǒng)能量為：，離開系統(tǒng)能量為：)(00ssTwwR)()(000000ssTuuwwuussTwwRR)()()(0000000vvpssTuuvvpwwwR有用熱力學(xué)能火用熱力學(xué)能火用)()()(00000,vvpssTuuweux有用)()()(00000,VVpSSTUUEux5-5 火用與火無火用與火無 42 熱力學(xué)能火用熱力學(xué)能火用也等于系統(tǒng)由某狀態(tài)也等于系統(tǒng)由某狀態(tài)經(jīng)經(jīng)定熵定熵過程和過程和可逆定溫可逆定溫過程到達(dá)環(huán)境過程到達(dá)環(huán)境狀態(tài)時(shí)所作的功。狀態(tài)時(shí)所作的功。)()()()(dd00000000000vvpssTuuvvpwwssTuuwsTuw有用)()()(00000,vvps

16、sTuueux熱力學(xué)能火無：熱力學(xué)能火無：)()()(0000,0,vvpssTeuuauxun)()(0000,VVpSSTAun5-5 火用與火無火用與火無 43)()(21021021,max, 2121vvpssTuueewuxux 閉口系由狀態(tài)閉口系由狀態(tài)1變化到狀態(tài)變化到狀態(tài)2且且僅與環(huán)境交換熱量僅與環(huán)境交換熱量時(shí)，時(shí)，所能作出的最大有用功：所能作出的最大有用功： 注意：注意：熱力學(xué)能火用取決于環(huán)境狀態(tài)和系統(tǒng)狀態(tài)，熱力學(xué)能火用取決于環(huán)境狀態(tài)和系統(tǒng)狀態(tài)，也是系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)；也是系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)；四四. 穩(wěn)定流動(dòng)工質(zhì)的焓火用穩(wěn)定流動(dòng)工質(zhì)的焓火用 1. 定義：穩(wěn)定流動(dòng)工質(zhì)由某狀態(tài)可逆變化到

17、與環(huán)境狀態(tài)時(shí)定義：穩(wěn)定流動(dòng)工質(zhì)由某狀態(tài)可逆變化到與環(huán)境狀態(tài)時(shí)作出的作出的最大有用功最大有用功，過程中，過程中工質(zhì)只與環(huán)境相互作用。工質(zhì)只與環(huán)境相互作用。5-5 火用與火無火用與火無 442. 表達(dá)式：表達(dá)式： 將開口系和可逆熱機(jī)組成一系統(tǒng)，進(jìn)入系統(tǒng)能量為將開口系和可逆熱機(jī)組成一系統(tǒng)，進(jìn)入系統(tǒng)能量為:221ch 0)(210002hssTwwchRs 當(dāng)當(dāng)除環(huán)境外無其他熱源時(shí)除環(huán)境外無其他熱源時(shí)，穩(wěn)定流動(dòng)工質(zhì)由狀態(tài)，穩(wěn)定流動(dòng)工質(zhì)由狀態(tài)1變化變化到狀態(tài)到狀態(tài)2，所能作出的最大有用功為：，所能作出的最大有用功為：2000,21)(cssThhwweRshx)(21021,max, 2121ssThh

18、eewhxhx焓火用焓火用焓火用也是狀態(tài)參數(shù)焓火用也是狀態(tài)參數(shù)5-5 火用與火無火用與火無 離開系統(tǒng)能量：離開系統(tǒng)能量：000)(hssTwwRs如忽略進(jìn)口速度：如忽略進(jìn)口速度：)(000,ssThhehx焓火無：焓火無：)(00,ssTahn45例例5-8：剛性絕熱容器用隔板分成兩部分，剛性絕熱容器用隔板分成兩部分，VB=3VA。A 側(cè)有側(cè)有1 kg 空氣，空氣，p1=1MPa，T1=330 K，B側(cè)為真空。抽去隔板，系統(tǒng)恢復(fù)平衡后，求側(cè)為真空。抽去隔板，系統(tǒng)恢復(fù)平衡后，求1)過程作功能力損失。過程作功能力損失。2)當(dāng)除環(huán)境外沒有其他熱源時(shí)，空氣由初態(tài)變化當(dāng)除環(huán)境外沒有其他熱源時(shí)，空氣由初態(tài)

19、變化到終態(tài)可能作出的最大有用功。（到終態(tài)可能作出的最大有用功。（T0 = 293 K，p0 = 0.1MPa）21330 KTT1221 12121MPa0.25 MPa4Vvp vp vppvV左左解：解：1)fg00.3979kJ/(kg K)sss /kgm09471. 03111pRTvK)kJ/(kg3979. 0lnln1212vvRTTcsvkJ/kg57.116g0sTL5-5 火用與火無火用與火無 462)kJ/kg7 .113210021021021021021max21vvpsTvvpssTvvpssTuuw，思考思考：為什么：為什么L w1-2,max?5-5 火用與火

20、無火用與火無 47一、熱力過程的分析方法一、熱力過程的分析方法1. 能量分析能量分析：分析：分析不同質(zhì)不同質(zhì)的能量的數(shù)量關(guān)系的能量的數(shù)量關(guān)系5-6 火用分析與火用方程火用分析與火用方程2. 熵分析熵分析：分析過程熵產(chǎn)：分析過程熵產(chǎn)(孤立系統(tǒng)熵增孤立系統(tǒng)熵增)3.火用分析火用分析:分析過程的火用損失分析過程的火用損失121t21QQQWQQ、iso g,g g,g021HSSSSSTTRTT)()()(0222221111H1,TQxTQxTQxTQxTQxTQxEEEWEEELH1H1,TQxexTQxEWWLE代價(jià)火用收益火用iso0STL48例子：不可逆的熱功轉(zhuǎn)換例子：不可逆的熱功轉(zhuǎn)換熵分

21、析：熵分析：466 4iso0ASTL火用分析：火用分析：466 434655 1263 124,)(1AAAAWELQx例子：溫差傳熱例子：溫差傳熱熵分析：熵分析：火用分析：火用分析：688 6iso0ASTL688 6466 4488 4466 43 12434655 126,BAAAAAAAAEELTQxTQx5-6 火用分析與火用方程火用分析與火用方程49小結(jié)：小結(jié)： 1）熵分析與火用分析的本質(zhì)和結(jié)果均相同；）熵分析與火用分析的本質(zhì)和結(jié)果均相同； 2）能量分析考慮）能量分析考慮所有能量所有能量的數(shù)量關(guān)系，而火用分析的數(shù)量關(guān)系，而火用分析考慮考慮有用功有用功的數(shù)量關(guān)系；的數(shù)量關(guān)系； 3）

22、能量分析關(guān)注能量的外部損失，對(duì)節(jié)能有一定的）能量分析關(guān)注能量的外部損失，對(duì)節(jié)能有一定的指導(dǎo)意義；指導(dǎo)意義； 4）火用分析考慮不可逆因素造成的火用損失，可以）火用分析考慮不可逆因素造成的火用損失，可以找出各種找出各種損失的部位、大小和原因損失的部位、大小和原因； 5）火用分析比能量分析更科學(xué)、合理，但不能完全）火用分析比能量分析更科學(xué)、合理，但不能完全否定能量分析的價(jià)值。否定能量分析的價(jià)值。5-6 火用分析與火用方程火用分析與火用方程505-6 火用分析與火用方程火用分析與火用方程二、火用方程二、火用方程輸入火用輸入火用- -輸出火用輸出火用- -火用損失火用損失= =系統(tǒng)火用增系統(tǒng)火用增1.

23、閉口系統(tǒng)火用方程閉口系統(tǒng)火用方程火用損失火用損失= =輸入火用輸入火用- -輸出火用輸出火用- -系統(tǒng)火用增系統(tǒng)火用增 氣體由初態(tài)氣體由初態(tài)(p1,T1)膨脹到終態(tài)膨脹到終態(tài)(p2,T2)：g0, f0120210210210, f0,0,)()()()()()()(12STSTSSTVVpSSTUUVpWSTQEEVpWELQQuxuxQx515-6 火用分析與火用方程火用分析與火用方程2. 開口系統(tǒng)火用方程開口系統(tǒng)火用方程g0, f0120221021, f0222,121,)(21)()()21()21(21STSTSSTWzmgcmSSTHHSTQWgzcemgzcemELQsQshx

24、hxQxcv,222,2121,1,d)21()21(21xshxhxQxEWgzcemgzcemEL對(duì)穩(wěn)定流動(dòng)：對(duì)穩(wěn)定流動(dòng)：0dcv,21xEmmm，52總結(jié)：總結(jié)： 將熵產(chǎn)（孤立系統(tǒng)熵增）與火用損失聯(lián)系起來，則熱力將熵產(chǎn)（孤立系統(tǒng)熵增）與火用損失聯(lián)系起來，則熱力學(xué)第二定律可以表述為：學(xué)第二定律可以表述為： 1) 熱力過程中，火用與火無的總量保持不變，但能量的熱力過程中，火用與火無的總量保持不變，但能量的質(zhì)可能發(fā)生變化；質(zhì)可能發(fā)生變化； 2)孤立系統(tǒng)中由火無轉(zhuǎn)變?yōu)榛鹩玫倪^程是不會(huì)實(shí)現(xiàn)的；孤立系統(tǒng)中由火無轉(zhuǎn)變?yōu)榛鹩玫倪^程是不會(huì)實(shí)現(xiàn)的； 3)熱力過程可逆時(shí)，孤立系統(tǒng)的熵和火用均保持不變；熱力過程

25、可逆時(shí)，孤立系統(tǒng)的熵和火用均保持不變；熱力過程不可逆時(shí)，孤立系統(tǒng)的熵增加、火用減少；熱力過程不可逆時(shí)，孤立系統(tǒng)的熵增加、火用減少； 4) 能量方程：進(jìn)入能量能量方程：進(jìn)入能量 流出能量流出能量=系統(tǒng)能量增量系統(tǒng)能量增量 熵方程：熵方程： 進(jìn)入熵進(jìn)入熵 流出熵流出熵+熵產(chǎn)熵產(chǎn)=系統(tǒng)熵增系統(tǒng)熵增 火用方程：進(jìn)入火用火用方程：進(jìn)入火用 流出火用流出火用 火用損失火用損失=系統(tǒng)火用增系統(tǒng)火用增5-6 火用分析與火用方程火用分析與火用方程53例題例題5-9：熱源溫度熱源溫度TH=1300K，冷源即環(huán)境溫度，冷源即環(huán)境溫度T0=288K，熱，熱機(jī)工質(zhì)的平均吸熱溫度機(jī)工質(zhì)的平均吸熱溫度T1=600K，平均放

26、熱溫度，平均放熱溫度T2=300K，熱，熱效率為工作于效率為工作于T1和和T2間卡諾循環(huán)熱效率的間卡諾循環(huán)熱效率的80%。如熱源放熱量。如熱源放熱量為為100kJ，試求：，試求：1) 循環(huán)熱效率；循環(huán)熱效率；2) 利用火用分析法分析不可逆因素導(dǎo)致的火用損失；利用火用分析法分析不可逆因素導(dǎo)致的火用損失；3) 利用熵分析法分析不可逆因素導(dǎo)致的火用損失。利用熵分析法分析不可逆因素導(dǎo)致的火用損失。 5-6 火用分析與火用方程火用分析與火用方程解：解： 1) 循環(huán)熱效率：循環(huán)熱效率：4 . 0)1 (8 . 012tTT60kJkJ4021tQQW、545-6 火用分析與火用方程火用分析與火用方程b. 不可逆循環(huán)：不可逆循環(huán)：9.6kJ2211,2TQxTQxEWEL2.4kJ)1 (202,22TTQETQxc. 溫差傳熱過程：溫差傳熱過程：4kJ. 20222,3TQxTQxEEL37.8kJ321LLLL2) 火用分析法：火用分析法：a. 溫差傳熱過程：溫差傳熱過程