C6化工過(guò)程的能量分析

第六章化工過(guò)程的能量分析

6.1能量恒算方程6.2熱功轉(zhuǎn)化和熵函數(shù)6.3理想功、損失功和熱力學(xué)效率6.4

有效能和無(wú)效能6.5

有效能恒算和有效能分析本章運(yùn)用熱力學(xué)的第一與第二定律，應(yīng)用理想功、

損失功、有效能和無(wú)效能等概念對(duì)化工過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)換、傳遞與使用進(jìn)行熱力學(xué)分析，評(píng)價(jià)過(guò)程或裝置能量利用的有效程度，確定其能量利用的總效率，揭示出能量損失的薄弱環(huán)節(jié)與原因，為分析、改進(jìn)工藝與設(shè)備，提高能量利用率指明方向。

6.1能量平衡方程

6.1.1能量守恒與轉(zhuǎn)化

能量守恒與轉(zhuǎn)化定律是自然界的客觀規(guī)律。自然界的一切物質(zhì)都具有能量，能量有各種不同的形式，可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，但總能量是守恒的。（能量數(shù)量守恒）Helmholtz

(1821-1894)1847年，德國(guó)物理學(xué)家和生物學(xué)家Helmholtz發(fā)表了“論力的守衡”一文，全面論證了能量守衡和轉(zhuǎn)化定律。

在各種熱力學(xué)過(guò)程中，體系和環(huán)境之間往往發(fā)生能量的傳遞。能量傳遞的形式有兩種，即熱和功。通過(guò)體系的邊界，體系與體系（或體系與環(huán)境）之間由于溫差而傳遞的能量叫做熱。由于存在溫差以外的其它勢(shì)差而引起體系與環(huán)境之間傳遞的能量叫做功。需要指出：

熱和功不是狀態(tài)函數(shù)，熱和功是能量的傳遞形式。它們的值與過(guò)程進(jìn)行的途徑和方式有關(guān)。不同的途徑傳遞的熱和功是不同的。熱和功只有當(dāng)體系由于過(guò)程的進(jìn)行而發(fā)生變化時(shí)才出現(xiàn)。它們只有在過(guò)程發(fā)生時(shí)才有意義，也只有聯(lián)系某一具體的變化過(guò)程時(shí)，才能夠計(jì)算出熱和功來(lái)。熱和功都是被傳遞的能量，當(dāng)能量以熱的形式傳入體系后，不是以熱的形式儲(chǔ)存，而是增加了該體系的內(nèi)能?；み^(guò)程涉及到的能量：物質(zhì)的能量和能量的傳遞。物質(zhì)的能量（以1kg為基準(zhǔn)）熱力學(xué)能：U

分子尺度層面上的物質(zhì)內(nèi)部的能量動(dòng)能：EK=1/2u2勢(shì)能（位能）：Ep=gZ能量的傳遞：熱:Q功:W

從能量守恒可導(dǎo)出普遍條件下適用的能量平衡方程。

6.1.2能量平衡方程

Z1p1,T1,V1,U1,u1,H1p2,T2,V2,U2,u2,H2Z2δm1δm2dE/dt,dm/dt,δWs,δQ單位質(zhì)量的總能量表達(dá)：

6.1.3能量平衡方程的應(yīng)用對(duì)一個(gè)過(guò)程進(jìn)行能量恒算或能量分析時(shí)，應(yīng)該根據(jù)過(guò)程的特征，正確而靈活地將能量平衡方程式應(yīng)用于不同的具體過(guò)程。

（1）封閉體系

封閉體系是指體系與環(huán)境之間的界面不允許傳遞物質(zhì)，而只有能量交換，即δm1=δm2=0，于是能量方程式（6-9）變成（6-10）

封閉系統(tǒng)進(jìn)行的過(guò)程通常都不能引起外部的勢(shì)能或動(dòng)能變化，而只能引起內(nèi)能變化，即又因封閉體系流動(dòng)功為零，由式（6-5）得δW=δWS于是有

對(duì)單位質(zhì)量的體系

（6-12）又m為常數(shù)，式（6-10）中d(mE)體系＝mdE=mdU，所以（6-11）（2）穩(wěn)態(tài)流動(dòng)體系

敞開(kāi)體系：體系和環(huán)境有物質(zhì)和能量的交換流動(dòng)過(guò)程有如下特點(diǎn)（1）設(shè)備內(nèi)各點(diǎn)的狀態(tài)不隨時(shí)間變化（2）垂直于流向的各個(gè)截面處的質(zhì)量流率相等。p1,T1,V1,U1，H1p2,T2,V2,U2，H2QWSZ1Z2u2u1單位：J/kg一些常見(jiàn)的屬于穩(wěn)流體系的裝置噴嘴擴(kuò)壓管節(jié)流閥透平機(jī)壓縮機(jī)混合裝置換熱裝置

化工生產(chǎn)中，絕大多數(shù)過(guò)程都屬于穩(wěn)流過(guò)程，在應(yīng)用能量方程式時(shí)尚可根據(jù)具體情況作進(jìn)一步的簡(jiǎn)化?，F(xiàn)討論幾種常見(jiàn)情況。

流體流經(jīng)壓縮機(jī)、膨脹機(jī)，進(jìn)、出口之間的動(dòng)能變化、位能變化與焓變相比較，其值很小，可忽略不計(jì)。（動(dòng)能為1kJ/kg時(shí)，所需速度為45m/s。位能為1kJ/kg時(shí)，所需高度為102米。在許多工業(yè)裝置中，進(jìn)出口物料一般沒(méi)有這樣大的變化。），則式（6-13）可簡(jiǎn)化為

（6-16）透平機(jī)和壓縮機(jī)透平機(jī)是借助高壓流體的膨脹減壓過(guò)程來(lái)產(chǎn)出功壓縮機(jī)是靠消耗功來(lái)提高流體的壓力蒸汽透平動(dòng)能是否變化?透平機(jī)和壓縮機(jī)是否存在軸功?位能是否變化?通?？梢院雎允?！不變化或者可以忽略是否和環(huán)境交換熱量?通常可以忽略動(dòng)能是否變化?（6-17）

當(dāng)流體流經(jīng)管道、閥門(mén)、換熱器與混合器等設(shè)備時(shí)是否存在軸功?位能是否變化?通?？梢院雎苑裢ǔ？梢院雎允?6-17）表明體系的焓變等于體系與環(huán)境交換的熱量。此式是不對(duì)環(huán)境作功的穩(wěn)流體系進(jìn)行熱量恒算的基本關(guān)系式。動(dòng)能是否變化?（6-18）

③

流體經(jīng)過(guò)節(jié)流膨脹、絕熱反應(yīng)、絕熱混合等絕熱過(guò)程時(shí)是否存在軸功?位能是否變化?通?？梢院雎苑穹袷欠窈铜h(huán)境交換熱量?通?？梢院雎缘褥蔬^(guò)程即（6-18）換熱設(shè)備即：若取整個(gè)換熱器作為體系，忽略與環(huán)境交換的熱量（熱損失為零）：假設(shè)流動(dòng)過(guò)程為可逆，dU=δQ-pdV，代入上式，得H=U+pV，dH=dU+pdV+Vdp將此式代入（6-15）④

機(jī)械能平衡方程在應(yīng)用于無(wú)粘性和不可壓縮流體，且流體與環(huán)境沒(méi)有軸功交換時(shí)，就得到了著名的Bernoulli方程（6-20）（6-22）

⑤可壓縮性流體急速變速的穩(wěn)態(tài)流動(dòng)。氣體在絕熱不做外功的流動(dòng)過(guò)程中，如蒸汽噴射泵及高壓蒸汽在汽輪機(jī)噴嘴中的噴射是否存在軸功?位能是否變化?否否是否和環(huán)境交換熱量?通常可以忽略式（6-13）可簡(jiǎn)化得到絕熱穩(wěn)定流動(dòng)方程式此式表明，氣體在絕熱不做軸功的穩(wěn)定流動(dòng)過(guò)程中，動(dòng)能的增加等于其焓值的減小。（6-22）例題6-1

6-2

6.2熱功轉(zhuǎn)化

功可以全部轉(zhuǎn)變?yōu)闊?，而熱要全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣Ρ仨毾耐獠康哪芰?，這已為大量實(shí)踐所證明。熱、功的不等價(jià)性（功是高質(zhì)量的能量，而熱是低質(zhì)量的能量）是熱力學(xué)第二定律的一個(gè)基本內(nèi)容。自然界提供的能源中，約90％一般要經(jīng)過(guò)熱轉(zhuǎn)化成各種功（如煤、石油、天然氣、核能、太陽(yáng)能等），因此，熱成了能量轉(zhuǎn)化中必經(jīng)的“中間體”，研究熱轉(zhuǎn)化為功的效率具有特殊重要的意義。熱量可以經(jīng)過(guò)熱機(jī)循環(huán)而轉(zhuǎn)化為功，圖6-3為一熱機(jī)示意圖。它由高溫?zé)嵩?、熱機(jī)和低溫?zé)嵩慈糠纸M成。圖6-3熱機(jī)的工質(zhì)從溫度為T(mén)1的高溫?zé)嵩次崃縌1，熱機(jī)向外作功W，然后向溫度為T(mén)2的低溫?zé)嵩捶懦鰺崃縌2，從而完成循環(huán)。高溫?zé)嵩碩1低溫?zé)嵩碩2由此可以看出,從高溫?zé)嵩次盏臒崃恐?，沒(méi)有完全轉(zhuǎn)化為功，必有一部分能量要排放到低溫?zé)嵩粗腥?。循環(huán)過(guò)程產(chǎn)生的功W和從高溫?zé)嵩次盏臒崃縌1之比稱為熱機(jī)的效率η（6-23）（6-24）在研究和改進(jìn)熱機(jī)的過(guò)程中，需要知道什么樣的循環(huán)熱效率最高？影響熱效率的因素有哪些？如何得到最高的循環(huán)效率呢？Carnot定理回答了這些問(wèn)題。

Carnot定理所有工作于相同等溫?zé)嵩春偷葴乩湓粗g的熱機(jī)，以可逆機(jī)效率為最大；所有工作于相同等溫?zé)嵩春偷葴乩湓粗g的可逆機(jī)其效率相等，與工作介質(zhì)無(wú)關(guān)。（6-25）

（2）熱功間的轉(zhuǎn)化存在著一定的方向性，即功可以自發(fā)地全部轉(zhuǎn)化為熱，且功與功之間理論上也可等當(dāng)量完全轉(zhuǎn)化。但熱不能通過(guò)循環(huán)全部轉(zhuǎn)化為功，有一定的條件（利用熱機(jī)，在兩個(gè)不同溫度間循環(huán)）和限度（卡諾循環(huán)熱效率）。由此可見(jiàn)，熱和功是不等價(jià)的。從式（6-25）可知：

（1）對(duì)于可逆熱機(jī)，只有當(dāng)?shù)蜏責(zé)嵩碩2接近絕對(duì)零度或高溫?zé)嵩碩1接近于無(wú)窮大時(shí)，才能通過(guò)循環(huán)將熱全部轉(zhuǎn)化為功。這是不現(xiàn)實(shí)的。

6.3熵函數(shù)

6.3.1熵與熵增原理從Carnot循環(huán)的熱效率表達(dá)式（6-25）可以導(dǎo)出熱力學(xué)函數(shù)熵的表達(dá)式。將式（6-25）整理后得若可逆熱機(jī)在高溫?zé)嵩粗晃諢o(wú)限小的熱量，而在低溫?zé)嵩粗环懦鰺o(wú)限小的熱量，構(gòu)成一無(wú)限小的可逆循環(huán)，此時(shí)可得（6-27）（6-26）任何一個(gè)可逆過(guò)程循環(huán)，可以看成由無(wú)限多個(gè)微小的Carnot循環(huán)組合而成。因此，只要將式（6-27）沿著某一可逆循環(huán)過(guò)程作循環(huán)積分，就得到此循環(huán)的表示式（6-28）對(duì)于任何不可逆循環(huán)因此將式(6-28)和式(6-29)合并,得（6-30）

式中符號(hào)表示循環(huán)過(guò)程；稱為微分過(guò)程的熱溫商。式(6-30)即為Clausius不等式。（6-29）Clausius

(1822-1888)因此不可逆循環(huán)

（6-31）由式（6-28）可導(dǎo)得可逆過(guò)程的熱溫商等于熵變式（6-31）就是熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，它給出任何過(guò)程的熵變與過(guò)程的熱溫商之間的關(guān)系。當(dāng)過(guò)程不可逆時(shí)，過(guò)程的熵變總是大于過(guò)程的熱溫商。由式(6-29)可導(dǎo)得不可逆過(guò)程的熱溫商小于熵變，即兩式合并：式（6-32）是熵增原理的表達(dá)式。當(dāng)體系和環(huán)境經(jīng)歷任何變化后，熵的總量只會(huì)增加，永不減少。即孤立體系經(jīng)歷一個(gè)過(guò)程時(shí)，總是自發(fā)地向熵增大的方向進(jìn)行，直至熵達(dá)到它的最大值，體系達(dá)到平衡態(tài)。對(duì)于孤立體系（將體系與環(huán)境加在一起），δQ＝0，則式（6-31）變?yōu)椋?-32）或

因?yàn)槭墙^熱過(guò)程，體系與環(huán)境之間沒(méi)有熱量的交換：對(duì)不可逆絕熱過(guò)程，根據(jù)熵增原理：例題6-3

6-4

6.3.2熵平衡以熱力學(xué)第一定律為指導(dǎo),以能量方程式為依據(jù)的能量恒算法在分析與解決工程上的問(wèn)題是十分重要的,它從能量轉(zhuǎn)換的數(shù)量關(guān)系評(píng)價(jià)過(guò)程和裝置在能量利用上的完善性；然而它對(duì)于揭示過(guò)程不可逆引起的能量損耗，則毫無(wú)辦法。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，能量的傳遞和轉(zhuǎn)換必須加上一些限制。熵就是用以計(jì)算這些限制的。熵平衡就是用來(lái)檢驗(yàn)過(guò)程中熵的變化，它可以精確地衡量過(guò)程的能量利用是否合理。體系經(jīng)歷一個(gè)過(guò)程后，其能量、質(zhì)量和體積可以發(fā)生變化。同樣地，也可以導(dǎo)致熵的變化。類同能量平衡的處理方法，需要建立熵平衡關(guān)系式，所不同的是必須把過(guò)程不可逆性而引起的熵產(chǎn)生作為輸入項(xiàng)考慮進(jìn)去。熵產(chǎn)生是由于過(guò)程的不可逆性而引起的那部分熵變。熵產(chǎn)生封閉系統(tǒng)熵產(chǎn)生減少了系統(tǒng)對(duì)外做功的能力。熵產(chǎn)生越大，造成能量品位降低越多。如：原來(lái)可以變?yōu)楣Φ哪遣糠帜芰孔兂闪宋覀儾荒芾玫臒?，從而產(chǎn)生了熵熵產(chǎn)生（1）敞開(kāi)體系熵平衡方程式中熵積累是指體系的熵變，是體系由于不穩(wěn)定流動(dòng)所積累的；熵產(chǎn)生是體系內(nèi)部不可逆性引起的熵變；熵進(jìn)入與熵離開(kāi)是進(jìn)入體系與離開(kāi)體系的熵，分別包含由于質(zhì)量進(jìn)、出體系而帶入、帶出的一部分熵流動(dòng)（miSi）和隨δQ的熱流動(dòng)產(chǎn)生的熵流動(dòng)。（6-33）式（6-33）中

為熱熵流，流入體系為正，離開(kāi)體系為負(fù)。該式適用于任何熱力學(xué)體系，對(duì)于不同體系可進(jìn)一步簡(jiǎn)化。熵平衡方程式可寫(xiě)成（2）封閉體系熵平衡方程（6-34）因如果是可逆過(guò)程，⊿S產(chǎn)生＝0，則式（6-33）簡(jiǎn)化為熵的定義式（3）穩(wěn)態(tài)流動(dòng)體系熵平衡方程因體系本身狀態(tài)不隨時(shí)間而變⊿S體系＝熵積累＝0（6-35）

6.4理想功、損失功

化工生產(chǎn)中，人們希望合理、充分地利用能量，提高能量利用率，以獲得更多的功。損失功法：是以熱力學(xué)第一定律為基礎(chǔ)，與理想功進(jìn)行比較，用熱效率評(píng)價(jià)。有效能分析法：將熱力學(xué)第一定律，熱力學(xué)第二定律結(jié)合起來(lái)，對(duì)化工過(guò)程每一股物料進(jìn)行分析，是用有效能效率評(píng)價(jià)。目前進(jìn)行化工過(guò)程熱力學(xué)分析的方法大致有兩種：

6.4.1理想功體系從一個(gè)狀態(tài)變到另一狀態(tài)時(shí)，可以通過(guò)各種過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)經(jīng)歷的過(guò)程不同時(shí)，其所能產(chǎn)生（或所消耗）的功是不同的，一個(gè)完全可逆的產(chǎn)功過(guò)程可產(chǎn)出最大有用功；而一個(gè)完全可逆的需功過(guò)程，僅消耗最小功。理想功

體系的狀態(tài)變化是在一定的環(huán)境條件下按完全可逆的過(guò)程進(jìn)行時(shí)，理論上可能產(chǎn)生的最大有用功或者必須消耗的最小功。完全可逆過(guò)程①體系內(nèi)部一切的變化必須可逆；②體系只與溫度為T(mén)0的環(huán)境進(jìn)行可逆的熱交換。T0的環(huán)境——環(huán)繞我們四周的大氣(是特別指定的)因而，理想功是一個(gè)理論的極限值，是用來(lái)作為實(shí)際功的比較標(biāo)準(zhǔn)。T0——大氣的溫度，常溫（298K或293K）因假定過(guò)程是完全可逆，（1）

非流動(dòng)過(guò)程對(duì)于非流動(dòng)過(guò)程，熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式為（6-36）Q對(duì)體系為正，則對(duì)環(huán)境為負(fù)，數(shù)值相等，符號(hào)相反。體系所處的環(huán)境構(gòu)成了一個(gè)溫度為T(mén)0的恒溫?zé)嵩?。將式?-37）代入式（6-36），即得（6-37）式中WR為體系對(duì)環(huán)境或環(huán)境對(duì)體系所做的可逆功。它包括可以利用的功及體系對(duì)抗大氣壓力p0所作的膨脹功p0⊿V。后者無(wú)法加以利用，沒(méi)有技術(shù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值，在計(jì)算理想功時(shí)應(yīng)把這部分功除外；相反，在壓縮過(guò)程中，接受大氣所給的功是很自然的，并不需要為此付出任何代價(jià)。則（6-38）由式可見(jiàn)，非流動(dòng)過(guò)程的理想功僅與體系變化前后的狀態(tài)及環(huán)境的溫度(T0)和壓力(p0)有關(guān)，而與具體變化途徑無(wú)關(guān)。因此，非流動(dòng)過(guò)程的理想功（6-39）說(shuō)明：理想功的符號(hào)與功相同

膨脹過(guò)程:

⊿V>0，p0⊿V>0;

而⊿U－T0⊿S<0，加p0⊿V實(shí)為相減

壓縮過(guò)程:

⊿V<0，p0⊿V<0;

而⊿U－T0⊿S>0，加p0⊿V實(shí)為相減無(wú)數(shù)個(gè)小型卡諾熱機(jī)周圍自然環(huán)境（溫度）可逆的穩(wěn)流過(guò)程狀態(tài)11狀態(tài)22（2）穩(wěn)態(tài)流動(dòng)過(guò)程做功衡算：忽略動(dòng)、位能變化，則：或穩(wěn)流系的熵平衡式：可逆穩(wěn)流過(guò)程：，即——穩(wěn)流過(guò)程理想功的計(jì)算式只要始、終態(tài)一定（T0、p0基本是常數(shù)），則過(guò)程的理想功就一定。理想功的大小與完成相同狀態(tài)變化的實(shí)際過(guò)程做的功無(wú)關(guān)，也與該實(shí)際過(guò)程是否作功無(wú)關(guān)。

必須指出，理想功和可逆功并非同一個(gè)概念。理想功是可逆有用功，并不等于可逆功由式可知，穩(wěn)流過(guò)程的理想功僅決定于體系的初態(tài)與終態(tài)以及環(huán)境的溫度，而與具體的變化途徑無(wú)關(guān)。例題6-6試計(jì)算非流動(dòng)過(guò)程中1KmolN2從813K、4.052MPa變至373K、1.013MPa時(shí)可能做的理想功。若氮?dú)馐欠€(wěn)定流動(dòng)過(guò)程，理想功又是多少？設(shè)大氣的T0=293K、p0=0.1013MPa，N2的等壓熱容(Cp)N2=27.89+4.271×10-3TkJ/(kmol?K)。解：據(jù)式（6-39）來(lái)計(jì)算非流動(dòng)過(guò)程中的理想功（6-39）⊿U的值不知道，但⊿U＝⊿H－⊿（pV）所以設(shè)氮?dú)庠?13K、4.052MPa及373K、1.013MPa狀態(tài)下可應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程，則即為氮?dú)庠诜橇鲃?dòng)過(guò)程中所能做出的最大功為6046.39kJ/kmol。得從計(jì)算結(jié)果可以看出，該穩(wěn)流體系每kmolN2所放出的總能量為⊿H=－13386kJ，其中可做功的能量為9845.7kJ，其余的3540.3kJ不能做功，排給了溫度為T(mén)0的環(huán)境。因此，對(duì)能量用于做功而言，總能量中的9845.7kJ是有效的，而3540.3kJ則是無(wú)效的。

氮?dú)庠诜€(wěn)定流動(dòng)過(guò)程中的理想功，按式（6-41）代入有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算而（6-13）（6-40）

6.4.2損失功

損失功狀態(tài)變化相同時(shí)，實(shí)際過(guò)程比完全可逆過(guò)程少產(chǎn)生的功或多消耗的功。（6-42）代入式（6-42），因?yàn)闋顟B(tài)變化相同（6-43）式中，Q為體系在實(shí)際過(guò)程中與溫度為T(mén)0的環(huán)境所交換的熱量。由于環(huán)境可以視為熱容量極大的恒溫?zé)嵩矗訯雖是實(shí)際過(guò)程中所交換的熱量，對(duì)環(huán)境來(lái)說(shuō)，可視為可逆熱量，⊿S環(huán)境＝－Q/T0（因環(huán)境所吸入或放出的熱量，其數(shù)值與體系放出或吸入的相等而符號(hào)相反），所以代入式（6-43），得

按照熱力學(xué)第二定律，⊿Sg≥0，則上式表明損失功也是過(guò)程可逆與否的標(biāo)志，當(dāng)WL＝0，過(guò)程可逆；

WL>0，過(guò)程不可逆。

過(guò)程的推動(dòng)力越大，過(guò)程的不可逆性愈大，則總熵的增加愈大，不能用于做功的能量即損失功也愈大。因此，每個(gè)不可逆性都是有其代價(jià)的。（以能量的降級(jí)為代價(jià)）。（6-44b）

6.4.3熱力學(xué)效率實(shí)際過(guò)程的能量利用情況可通過(guò)損失功來(lái)衡量，也可以用熱力學(xué)效率ηT加以評(píng)定。（6-46）（6-45）從式（6-45）和式（6-46）不難看出，熱力學(xué)效率ηT必然小于1，它表示真實(shí)過(guò)程與可逆過(guò)程的差距。對(duì)Wid、WL和ηT進(jìn)行計(jì)算，搞清在過(guò)程的不同部位WL的大小，這是化工過(guò)程進(jìn)行熱力學(xué)分析的內(nèi)容，從而指導(dǎo)化工過(guò)程的節(jié)能改進(jìn)。

例題6-7試求0.1013MPa下298K的水變?yōu)?73K的冰時(shí)的理想功，設(shè)環(huán)境的溫度T0分別為298K和248K，過(guò)程是穩(wěn)定流動(dòng)過(guò)程。解：從熱力學(xué)性質(zhì)圖表查出水在不同狀態(tài)時(shí)的焓值和熵值（不考慮壓力的影響）如下表所示。狀態(tài)溫度/K焓/(kJ/kg)熵/(kJ/(kg?K))H2O(1)H2O(s)298273104.8-334.90.3666-1.2265①環(huán)境溫度T0為298K，高于0.1013MPa下的冰點(diǎn)時(shí)即欲使水變?yōu)楸栌帽鶛C(jī)，理論上應(yīng)消耗的最小功為35.04kJ/kg。②環(huán)境溫度T0為248K，低于0.1013MPa下的冰點(diǎn)時(shí)即水變?yōu)楸鶗r(shí)，不僅不需消耗外功，而且理論上可能回收的最大功為44.61kJ/kg。

計(jì)算結(jié)果表明，系統(tǒng)的始、終態(tài)相同，但環(huán)境溫度不同，理想功也不相同。例題6-8

1.57MPa、484℃的過(guò)熱水蒸汽推動(dòng)透平機(jī)作功，并在0.0687MPa下排出。此透平機(jī)既不絕熱也不可逆，輸出的軸功相當(dāng)于可逆絕熱膨脹功的85%。由于隔熱不好，每kg的蒸汽有7.12kJ的熱量散失于20℃的環(huán)境。求此過(guò)程的理想功、損失功及熱力學(xué)效率ηT。解：從水蒸汽的熱力學(xué)性質(zhì)表，查得1.57MPa、484℃時(shí)的過(guò)熱水蒸汽的焓、熵值為若蒸汽在透平機(jī)中作可逆絕熱膨脹，則熵值不變，即S2’

=S1。當(dāng)膨脹到p2=0.0687MPa

時(shí)的熵S2’=7.488kJ/(kg·K)查表先求可逆絕熱膨脹功：狀態(tài)1狀態(tài)2,可逆絕熱膨脹S2’=S1由此得到可逆絕熱膨脹功：根據(jù)而透平機(jī)實(shí)際上既不絕熱又不可逆，實(shí)際輸出的軸功為對(duì)實(shí)際膨脹過(guò)程，根據(jù)穩(wěn)流體系熱力學(xué)第一定律由H2

及p2進(jìn)而查得S2=7.76kJ/(kg·K)求得實(shí)際膨脹終態(tài)時(shí)的焓值不絕熱不可逆膨脹狀態(tài)1狀態(tài)2此過(guò)程的理想功為損失功為理想功與實(shí)際功之差

損失功也可根據(jù)總熵變來(lái)計(jì)算，即熱力學(xué)效率為《化妝品術(shù)語(yǔ)》起草情況匯報(bào)中國(guó)疾病預(yù)防控制中心環(huán)境與健康相關(guān)產(chǎn)品安全所一、標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)和下達(dá)時(shí)間2006年衛(wèi)生部政法司要求各標(biāo)委會(huì)都要建立自己的術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)。1ONE二、標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)研制經(jīng)費(fèi)：3.8萬(wàn)三、標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)意義術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)有利于行業(yè)間技術(shù)交流、提高標(biāo)準(zhǔn)一致性、消除貿(mào)易誤差，作為標(biāo)準(zhǔn)體系中的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)在各個(gè)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)體系中均起著重要的作用。隨著我國(guó)化妝品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)逐步加快，所涉及的術(shù)語(yǔ)和定義的數(shù)量也在迅速增長(zhǎng)，在此情形下，化妝品術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)的制定就顯得尤為重要。四、標(biāo)準(zhǔn)的制訂原則1.合法性遵守《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例》、《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例實(shí)施細(xì)則》中關(guān)于化妝品的定義。2.協(xié)調(diào)性直接引用或修改采用的方式，與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的術(shù)語(yǔ)和定義相協(xié)調(diào)。3.科學(xué)性對(duì)于沒(méi)有國(guó)標(biāo)或定義不統(tǒng)一的術(shù)語(yǔ)，在定義時(shí)體現(xiàn)科學(xué)性的原則。4.實(shí)用性在標(biāo)準(zhǔn)體系中出現(xiàn)頻率較高，與行業(yè)聯(lián)系較緊密的術(shù)語(yǔ)優(yōu)先選用。五、標(biāo)準(zhǔn)的起草經(jīng)過(guò)

第一階段：資料搜集

搜集國(guó)內(nèi)外相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、文獻(xiàn)并對(duì)國(guó)外文獻(xiàn)如美國(guó)21CFR進(jìn)行翻譯。第二階段：2007年末形成初稿

初稿內(nèi)容包括一般術(shù)語(yǔ)、衛(wèi)生化學(xué)術(shù)語(yǔ)、毒理學(xué)術(shù)語(yǔ)、微生物術(shù)語(yǔ)、產(chǎn)品術(shù)語(yǔ)、人體安全和功效評(píng)價(jià)術(shù)語(yǔ)，常用英文成份術(shù)語(yǔ)等７部分。第三階段：專家統(tǒng)稿1.2007年12月第一次專家統(tǒng)稿會(huì)（修訂情況：1.在結(jié)構(gòu)上增加原料功能術(shù)語(yǔ)、相關(guān)國(guó)際組織和科研機(jī)構(gòu)等內(nèi)容；2.在內(nèi)容上增加一般術(shù)語(yǔ)、產(chǎn)品術(shù)語(yǔ)的種類，將化妝品行業(yè)的新產(chǎn)品類別納入本標(biāo)準(zhǔn)；3.對(duì)于毒理學(xué)、衛(wèi)生化學(xué)、微生物學(xué)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行修改；4.刪除與化妝品聯(lián)系不緊密、無(wú)存在必要的常用英文成分術(shù)語(yǔ)。2.2009年1月第二次專家統(tǒng)稿會(huì)會(huì)議意見(jiàn)：1.修改能引用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的盡量引用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)存在歧義的個(gè)別用詞進(jìn)行修改。2.刪除由于本標(biāo)準(zhǔn)中的“產(chǎn)品術(shù)語(yǔ)”一章和香化協(xié)會(huì)所制定的某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)存在重復(fù)，因此刪除“產(chǎn)品術(shù)語(yǔ)”一章的內(nèi)容；對(duì)“原料功能術(shù)語(yǔ)”的內(nèi)容進(jìn)行梳理，刪除了20余條內(nèi)容。3.增加專家建議增加“化妝品限用物質(zhì)”等若干項(xiàng)術(shù)語(yǔ)。第四階段：征求意見(jiàn)2009年2月面向全國(guó)公開(kāi)征求意見(jiàn)。第五階段：征求意見(jiàn)的處理與形成送審稿。在征求意見(jiàn)的處理階段再次征求了相關(guān)專家的意見(jiàn)。六、標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容依據(jù)1.《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例》、