熱力學(xué)循環(huán)熱力學(xué)第二定律

熱力學(xué)循環(huán)熱力學(xué)第二定律第1頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六5.1熱力學(xué)第二定律5.2熵.5.3熱力學(xué)圖表及其應(yīng)用5.4蒸汽動力循環(huán)5.5制冷5.6熱泵第2頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六概述熱力學(xué)第二定律及其應(yīng)用是熱力學(xué)的重要部分。發(fā)電廠、空分廠、冷凍裝置、機動車等實際工程中熱力循環(huán)(含動力循環(huán)與冷凍循環(huán))過程的分析都基于熱力學(xué)第二定律。因此，掌握熱力學(xué)第二定律及其應(yīng)用對絕大部分工程師來說部很重要，但對化學(xué)工程師顯得特別重要，因為化學(xué)工程師要解決的三大問題都與其有密切關(guān)系。這三大問題是：第3頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六概述一、熱力學(xué)分析——以熱力學(xué)第一和第二定律為基礎(chǔ)，導(dǎo)出各種關(guān)系式，從而對化工過程進行分析與評價，以求實現(xiàn)合理利用能源。二、相平衡關(guān)系計算。這對于傳質(zhì)沒備的設(shè)計和操作是必不可少的。三、化學(xué)平衡狀態(tài)計算。它是研究化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)以及設(shè)計反應(yīng)器和操作分析計算的前提。第4頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六5.1.熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律常用的三種表述：

(1)有關(guān)熱流方向的表述．常用的是1850年克勞修斯的說法：熱不可能自動地從低溫物體傳給高溫物體。

(2)有關(guān)循環(huán)過程的表述，常用的是1851年開爾文的說法：不可能從單一熱源吸熱使之完全變成有用功，而不引起其它變化。第5頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六（3)有關(guān)熵的表述，常用的是：孤立體系的熵只能增加，或者到達極限時保持恒定。其數(shù)學(xué)表達式為

ΔSt≥0式中ΔSt為孤立體系的總熵變。為孤立體系熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達式。對于不可逆過程用不等號；可逆過程用等號。孤立體系的總熵變?yōu)榉忾]體系的熵變與外界環(huán)境熵變和第6頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六即

ΔSt=ΔSsys+Δssur

（ΔSsys+Δssur≥0

）熱力學(xué)第二定律各種表述方式都內(nèi)含共同的實質(zhì)，即有關(guān)熱現(xiàn)象的各種實際宏觀過程都是不可逆的。克勞修斯的說法指出了熱傳導(dǎo)過程的不可逆性，開爾文的說法則指出了功轉(zhuǎn)化為功這一過程的不可逆性。第7頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六幾個輔助的概念熱源——是一個具有很大熱容量的物系。它既可作為取出熱量的能源，又可以作為投入熱量的熱阱，并且向它放熱或取熱時溫度不變，因此熱源里進行的過程可視為可逆過程。地球周圍的大氣與天然水源在許多工程應(yīng)用問路中部可以視為熱源。功源——是一種可以作出功或接受功的裝置，例如可以是一個有活塞的汽缸。對它作功時汽缸里的氣體被壓縮，當(dāng)氣體膨脹時功源對外界作功。功源與外界只有功交換而無熱量或質(zhì)量交換。功源里進行的過程也可設(shè)想為可逆過程。對于絕熱而又是可逆的過程，ΔSt=ΔS功源=0（因絕熱，ΔSsur=0），因此功源沒有熵變。第8頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六熱機—是一種產(chǎn)生功并將高溫?zé)嵩吹臒崃總鬟f給低溫?zé)嵩吹囊环N機械裝置。熱效率——表示熱轉(zhuǎn)化為功的效率，即過程獲得的功除以投入此過程的熱量，其數(shù)學(xué)表達式為第9頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六5.2.熵熵是與體系內(nèi)部分子運動混亂程度發(fā)生聯(lián)系的熱力學(xué)性質(zhì)。關(guān)于熵的本質(zhì)，從微觀角度有兩種解釋。一種解釋是針對巨量元素組成的體系而言的，認為熵是熱力學(xué)幾率的量度。這可用玻爾茲曼定理表示，即

S=klnΩ

式中k為玻耳茲曼常數(shù)，Ω為熱力學(xué)幾率。第10頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六由于熵與體系內(nèi)部分子運動混亂程度有關(guān)，因此熵值較小的狀態(tài)對應(yīng)于比較有序的狀態(tài)，熵值較大的狀態(tài)對應(yīng)于比較無序的狀態(tài)。另一種解釋是針對隨機事件而言的，按現(xiàn)代信息論的方法，把熵視為信息缺失的量度。ΔSsys+Δssur

≥0物理意義是：孤立體系的熵只能增加永不減少，這就是熵增原理。我們可以用兩個熱源之間的傳熱現(xiàn)象來說明孤立體系的熵增與不可逆性的關(guān)系。第11頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六5.2.1熱力學(xué)第二定律用于閉系(dSsys+dSsur)≥0（4-3）外界環(huán)境的熵變不外乎熱源dS熱源和功源的熵變dS功源，即：dSsur=dS熱源+dS功源（A）（B）式中δQsur是熱源與體系所交換的熱；δSsys是體系與熱源所交換的熱。它們正好相差一個負號。Tsur是外界環(huán)境熱源的溫度。第12頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六前已論及，功源的熵變?yōu)榱?，即dS功源=0（C）將式（B）和式（C）代入（A），然后將式（A）代入式（4-3），則得上式通常寫成

第13頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六（1）熵流當(dāng)封閉體系經(jīng)歷一可逆過程，從環(huán)境熱源接受δQR

熱量時，其熵變?yōu)轶w系接受δQR時，環(huán)境熱源則失去δQR

熱量，故環(huán)境熱源的熵變?yōu)榈?4頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六（1）熵流由上述兩式可見．若有δQR的熱量流入體系，則必定伴有一股相應(yīng)的熵流δQR/T流入體系，同時有一股熵流-δQR/T從環(huán)境熱源流出來。我們稱δQR/T為隨δQR熱流產(chǎn)生的熵流dSf表示由于傳熱δQR而引起體系熵的變化。體系與外界傳遞的熱量可正(吸熱)、可負(放熱)、可零(絕熱)，因此熵流dSt亦可正、可負、可零。要注意，功的傳遞不會引起熵的流動，這從熵的定義便可知道。前已論及，功源里沒有熵變。但這樣說并不意味著每當(dāng)有功輸入或輸出體系時，體系均無熵變，而只是說，這種熵變并不是功傳遞的直接結(jié)果。第15頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六（2）熵產(chǎn)經(jīng)歷不可逆過程，有熵產(chǎn)生。熵產(chǎn)生的原因是有序能量(如機械能或電能)耗散為無序的熱能，并被體系吸收，這樣，必然導(dǎo)致體系熵的增加。例如不可逆的流體膨脹過程，由于流體分子存在內(nèi)摩擦以及機械摩擦等，有一部分機械功耗散為熱量，使實際膨脹產(chǎn)出的機械功比可逆膨脹過程要小，與此同時耗散的熱能使流體溫度上升，增加了內(nèi)部熵。又如直流電通過電阻時，有序的電能也有一部分會耗散為熱能，因此亦有熵產(chǎn)生。熵產(chǎn)不是體系的性質(zhì)，而僅與過程的不可逆程度相聯(lián)系。過程的不可逆程度越大，熵產(chǎn)生量ΔSg也越大，只有可逆過程無熵產(chǎn)生。第16頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六（2）熵產(chǎn)總之，有如下三種情況：

ΔSg>0為不可逆過程；

ΔSg=0

為可逆過程；

ΔSg<0為不可能過程。第17頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六（3）封閉體系的熵平衡式

搞清熵變dSsys、熵流dSf和熵產(chǎn)dSg這三個不同的概念是非常必要的。積分式為

第18頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六5.2.2孤立體系熵平衡式

ΔSsys+ΔSsur=ΔSgΔSt=ΔSg

顯然，熵產(chǎn)量等于孤立體系總熵變(即孤立體系的總熵增量)。由此可見，ΔSg應(yīng)包括封閉體系與外界環(huán)境熱源兩部分產(chǎn)生的熵。倘若外界環(huán)境熱源中進行的是可逆過程，那末外界環(huán)境熱源的熵產(chǎn)量為零，這時ΔSg即為封閉體系內(nèi)部產(chǎn)生的熵。第19頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六5.2.3開系熵平衡式

第20頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六式中ΔSf是敞開體系與外界由于傳遞熱量引起的熵流。若有K股變溫?zé)崃髋c敞開體系交換，則：

若有K股恒溫?zé)崃髋c敞開體系交換，則上式可簡化成：

第21頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六對于穩(wěn)流過程，dSopsys/dt=0,

或此式為敞開體系穩(wěn)流過程熵平衡式。工程上常用此式來計算不可逆過程的熵產(chǎn)生量ΔSg。第22頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六對于絕熱過程，ΔSf=0，

第23頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六對于不可逆絕熱過程，ΔSg>0，有：對于可逆絕熱過程，ΔSg=0，則有：流出熵的總和等于流入熵的總和。第24頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六倘若只有一股熱流進、出，此時mi=mj，則有

si=sj即進、出流體的熵不變。因此可逆又絕熱的穩(wěn)流過程亦稱為等熵過程。例如，流體經(jīng)透平機若進行可逆、絕熱膨脹，則近、出口液體的熵是相等的。第25頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六5.3.熱力學(xué)圖表及其應(yīng)用

化工過程進行熱力學(xué)分析時需要流體熱力學(xué)性質(zhì)的信息，為此用第二章介紹的一系列普遍化曲線圖來進行一般計算是很方便的。在實際生產(chǎn)和設(shè)計中，除普遍化圖線外，人們對某些常用物質(zhì)制作了一個綜合的熱力學(xué)性質(zhì)圖，由給定條件可直接從圖中查到某些熱力學(xué)性質(zhì)，常用的熱力學(xué)性質(zhì)圖有T—S圖（溫—熵圖)、h—S圖(焓—熵圖)、P—h圖(壓—焓圖)等。第26頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六這些熱力學(xué)性質(zhì)圖都是根據(jù)實驗所得的PVT數(shù)據(jù)、氣化潛熱和熱容數(shù)據(jù)，經(jīng)過一系列微分、積分等運算繪制而成的。如果能夠完全使用實驗數(shù)據(jù)直接制作圖線，當(dāng)然是最精確的，但是實驗數(shù)據(jù)往往是不完整的，這時可以通過狀態(tài)方程的計算進行補充和引伸。對于完全沒有實驗數(shù)據(jù)的物質(zhì)，也可以通過對狀態(tài)方程的計算來制作熱力學(xué)性質(zhì)圖線。第27頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六為了用最簡便的形式提供不同溫度、壓力下物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)數(shù)據(jù)，可以用數(shù)據(jù)表格，也可以用圖形。數(shù)據(jù)表格的形式較為精確，促使用時經(jīng)常需要內(nèi)插，比較麻煩，目前只有少數(shù)物質(zhì)已經(jīng)制成表格(如附表3的水蒸汽表）。熱力學(xué)性質(zhì)圖雖然讀數(shù)不如表格準(zhǔn)確，但使用卻十分方便，而且容易看出其變化的趨勢，因此進行過程熱力學(xué)分析一般都使用熱力學(xué)性質(zhì)圖。在這些圖上，一般都有等壓、等容、等熵、等焓等曲線。下面將以T—S圖為例說明其構(gòu)成、性質(zhì)與應(yīng)用。第28頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六5.3..1T-S圖的構(gòu)成和性質(zhì)第29頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六第30頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六第31頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六(a）等壓加熱過程和冷卻過程

如圖5—8所示，某物系在壓力P1下由T1加熱到T2，此過程在等壓線上內(nèi)線段1—2表示。這時物系與外界所交換的熱量QP應(yīng)為

(積分值可用12341所圍面積來表示)若是等壓冷卻，積分也沿同一等壓線，只是方向相反。第32頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六圖5-8第33頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六（b）節(jié)流膨脹過程

節(jié)流膨脹是等焓過程，所以節(jié)流過程可在等焓線上表示出來，如圖5—9所示。狀態(tài)1(P1，T1)的高壓氣體節(jié)流至低壓P2時，將沿等焓線進行．直至與P2等壓線相交，其過程由線段1—2表示。膨脹后氣體的溫度降至T2，可直接從圖上讀出。由于節(jié)流過程與外界無熱和功交換ΔSsur=0，有

ΔSg=ΔSt=ΔSsys=S2-S1

第34頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六（b）節(jié)流膨脹過程由圖可見節(jié)流后，S2

＞S1

，說明節(jié)流過程確實是一個不可逆過程。若膨脹前物流溫度較低，如圖5—9上的3點，則等焓膨脹至低壓P2后，狀態(tài)點位于4，處在兩相區(qū)，這時它就自動分離為汽液兩相。汽液比可按杠桿規(guī)則求得，汽／液＝第35頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六圖5-9第36頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六（c）等熵膨脹或壓縮過程

可逆、絕熱膨脹過程是等熵過程，在T—S圖上可用垂直于橫坐標(biāo)的線段表示，如圖5—10所示。物系由狀態(tài)1(T1，P1)等熵膨脹至P2，垂直線段12與P2等壓線的交點2即為過程的終態(tài)。這時可以直接讀出膨脹后物系的溫度T2。根據(jù)熱力學(xué)第一定律，可逆絕熱膨脹功WS（R）為WS（R）=-（ΔH）S=H1–H2或wS（R）=-（Δh）S=h1–h2第37頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六（c）等熵膨脹或壓縮過程不可逆絕熱膨脹功Ws為一般情況下，膨脹后的溫度是未知的，因此無法直接用焓差求出可逆膨脹功。通常利用等熵膨脹效率ηs求出Ws。ηs的定義式為或

第38頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六（c）等熵膨脹或壓縮過程s值可由實驗測定，其值通常在0.6-0.8之間，已知ws(R)和s就可求出ws，即

ws=sws(R)

或Ws=sWs(R)由于絕熱膨脹過程是不可逆的，一部分機械功耗散為熱，并被流體本身吸收，因此膨脹后流體的溫度T2|比T2高，況且流體的熵s2|

也大于s2，即不可逆絕熱膨脹過程內(nèi)部有熵產(chǎn)生。

第39頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六（c）等熵膨脹或壓縮過程等熵壓縮與等熵膨脹是類似的，同樣可以用等熵曲線表示，但其方向相反，如圖5—11所示．1→2為可逆絕熱壓縮過程，1→2’為不可逆絕熱壓縮過程。壓強過程的等熵效率為

第40頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六圖5-10第41頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六圖5-11第42頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六5.3.2.焓熵圖（h—s圖）第43頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六5.3.3.壓焓圖（P—h圖）第44頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六5.4.蒸汽動力循環(huán)

化工生產(chǎn)需要機械動力和熱能。通常，大型化工企業(yè)是用礦物燃料燃燒作為熱源產(chǎn)生高壓蒸汽，或者直接利用某些放熱化學(xué)反應(yīng)體系的反應(yīng)熱作為熱源，利用它們的“余熱’作為蒸汽動力裝置的能源來產(chǎn)生動力和提供熱能，對于節(jié)約能源和降低成本具有重大的意義。臂如大型氨廠，利用工藝過程本身釋放的熱量產(chǎn)生高壓蒸汽．此高壓蒸汽可以直接用于過程加熱或用蒸汽透乎機產(chǎn)生機械動力來驅(qū)動壓縮機、泵、發(fā)電機等。本節(jié)介紹蒸汽動力循環(huán)過程，并應(yīng)用T—S圖進行熱力學(xué)分析。第45頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六5.4.1.卡諾循環(huán)WN=WS,Tur十Ws,Pump(十)(+)(一)第46頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六5.4.1.卡諾循環(huán)根據(jù)熱力學(xué)第一定律，取熱機為敞開體系，則有

ΔH=Q-WN

循環(huán)過程的ΔH=0，故

WN=Q=QH+QL=|QH|-|QL|(+)(+)(-)卡諾循環(huán)的效率為：（A）第47頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六對于可逆熱機有（F）將式（F）代入（A），則得

由此式可見，卡諾熱機的效率與循環(huán)工質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)，只與吸熱溫度（高溫?zé)嵩矗┖团艧釡囟龋ǖ蜏責(zé)嵩矗┯嘘P(guān)。第48頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六圖5-14第49頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六圖5-15第50頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六第51頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六5.4.2朗肯循環(huán)第一個具有實踐意義的蒸汽動力循環(huán)是朗肯循環(huán)．它也由四個步驟組成。朗肯循環(huán)與卡諾循環(huán)主要的區(qū)別有兩點：其一是加熱步驟1—2，水在汽化后繼續(xù)加熱，使之成為過熱蒸汽，這樣在進入透平膨脹后不致于產(chǎn)生過多的飽和水；其二是冷凝步序3—4進行完全的冷凝，這樣進入水泵時全部是飽和液體水。第52頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六朗肯循環(huán)圖第53頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六Ws,Tur=ηs·WS(R)-WS,Pump=V△P/ηs第54頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六

（1）提高蒸汽的過熱溫度

在蒸汽壓力恒定的條件下，提高蒸汽的過熱溫度可使平均吸熱溫度提高。從5—18可見，表示功WN的面積隨著過熱溫度的升高而增大，同時還可以提高乏汽的干度。但是，蒸汽的過熱溫度受到金屬材料性能的限制，一船不能超過600℃。雖然現(xiàn)在有些抗蠕變的特種合金鋼材能耐更高的溫度，可以用來制造過熱器和透平機，但其價格十分昂貴，將導(dǎo)致投資費猛增，因此從經(jīng)濟上考慮，過熱溫度不宜過高。5.4.3.朗肯循環(huán)的改進第55頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六圖5-18第56頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六（2）提高蒸汽的壓力

當(dāng)過熱溫度恒定時，提高蒸汽壓力，水的沸騰溫度必然升高，這使得整個過程的平均吸熱溫度也會提高。從圖5—19上可以看出，當(dāng)蒸汽壓力提高時，表示功WN的面積略有增加，但當(dāng)壓力接近水的臨界壓力時，其影響就越來越小。因此，僅靠提高蒸汽壓力而不同時提高過熱溫度，不能使熱效率有更大的提高。另外，隨著蒸汽壓力的提高，對鍋爐、透平的材料和結(jié)構(gòu)的要求也相應(yīng)提高，這會導(dǎo)致造價大幅度增加。此外，從圖5—19還可見，隨著壓力的提高，乏汽干度的下降，將使透平壽命縮短，因此使用高壓蒸汽必須設(shè)法減少乏汽的濕含量。第57頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六第58頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六（3）采用再熱循環(huán)

再熱循環(huán)是使高壓的過熱蒸汽先在高壓透平中膨脹到某一中間壓力，然后全部引入鍋爐中特設(shè)的再熱器進行加熱，蒸汽溫度升高后再進入低壓透平膨脹到一定的排氣壓力。這樣就可以避免乏汽濕含量過高的缺點。第59頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六5.5.制冷使物系的溫度降到低于周圍環(huán)境物質(zhì)(大氣或天然水源)的溫度的過程稱為制冷過程。大氣和天然水源是自然界所能得到的最大量的低溫源。將物系的溫度將到大氣或天然水源的溫度，根據(jù)熱力學(xué)第二定律(克勞修斯的說法，這是一個自動的過程，無需消耗外功。但是，若要將物系的溫度降到低于大氣或天然水源溫度，就必須將熱量從被冷凍的低溫物系傳至溫度較高的大氣或天然水源。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱不能自動地從低溫物體傳至高溫物體，要實現(xiàn)此過程必須消耗外功。因此，制冷過程的實質(zhì)就是利用外功將熱從低溫物體傳給高溫環(huán)境介質(zhì)。

第60頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六第61頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六制冷廣泛用于空氣調(diào)節(jié)、食品冷藏等，在工業(yè)上用于制冰、氣體脫水干燥等。在化工生產(chǎn)中，不少過程都需要制冷，例如鹽類結(jié)晶、低溫下氣液混合物的分離等等。在石油化工中潤滑油的凈化、低溫反應(yīng)以及揮發(fā)性烴類的分離等，另外像合成橡膠、煤氣、人造纖維與制藥等均需要制冷。’工業(yè)上實現(xiàn)制冷的方法有蒸汽壓縮制冷、吸收制冷和噴射制冷。其中蒸汽壓縮制冷和吸收制冷是目前廣泛應(yīng)用的主要制冷方法。第62頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六5.5.1.制冷原理與逆卡諾循環(huán)

制冷過程需要工質(zhì)在低溫下連續(xù)不斷地吸熱，通常是用穩(wěn)定流動的液態(tài)工質(zhì)汽化來實現(xiàn)的。形成的蒸汽通過壓縮和冷凝過程向自然環(huán)境(大氣或天然水)放熱，此時工質(zhì)變成常溫的高壓液體，然后該液體經(jīng)絕熱膨脹又回到原來的溫低狀態(tài)，重新汽化吸熱并開始新的循環(huán)。在制冷循環(huán)中，獲得低溫的方法通常是用高壓、常溫的流體進行絕熱膨脹來實現(xiàn)的。絕熱膨脹有節(jié)流膨脹(流體經(jīng)節(jié)流裝置)和作功膨脹(流體經(jīng)膨脹機)兩種方式。

第63頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六5.5.1.制冷原理與逆卡諾循環(huán)從熱力學(xué)角度分析，作功膨脹的降溫效應(yīng)適用于任何條件下的流體；而節(jié)流膨脹降溫效應(yīng)則有一定的溫度和壓力的范圍。另外，作功的膨脹還可以回收軸功，對節(jié)能有利。節(jié)流膨脹的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)方便，而作功膨脹的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，且不允許氣體在膨脹機中液化。同時，低溫下潤滑也有困難。第64頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六5.5.1.制冷原理與逆卡諾循環(huán)

WN=QH+QL

（-）（-）（+）或|WN|=|QH|-|QL|衡量制冷機效能的參數(shù)稱為制冷系數(shù)（效能系數(shù)）ξ，其定義為

QL稱為制冷量，它表示制冷機的制冷能力；ξ表示制冷機的效能，代表制冷循環(huán)的經(jīng)濟指標(biāo)。第65頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六第66頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六上式表明，逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)僅是工質(zhì)工作溫度的函數(shù)，與工質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)。在TH與TL兩個溫度之間操作的任何制冷循環(huán)。唯有逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)最大，它是相同溫度范圍內(nèi)最有效的循環(huán)。第67頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六5.5.2蒸汽壓縮制冷循環(huán)第68頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六圖5-23第69頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六單位質(zhì)量工質(zhì)在蒸發(fā)器中吸收的熱量為冷凝器中排放的熱量為

第70頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六壓縮機所需要的壓縮功為因此實際制冷系數(shù)為由上式可見，實際循環(huán)的制冷系數(shù)除了與操作溫度有關(guān)外，還與制冷工質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。第71頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六冷凝溫度對冷凍系數(shù)的影響第72頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六蒸發(fā)溫度對冷凍系數(shù)的影響第73頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六過冷溫度對冷凍系數(shù)的影響第74頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六5.5.3.吸收式制冷循環(huán)第75頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六第76頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六吸收式制冷裝置運行的經(jīng)濟指標(biāo)稱為熱力系數(shù)ε，ε的定義為

ε=QL/Q

式中QL為吸收制冷裝置的制冷量，Q為解吸器中提供的熱量。

第77頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六5.5.4制冷工質(zhì)的選擇從工作原理和生產(chǎn)上的安全性、經(jīng)濟性等方面考慮，對制冷工質(zhì)的性質(zhì)提出如下要求：

(1)汽化潛熱要大。