第六章化工过程能量分析 化工热力学还是一门有关能量的科学,由于真实过程的不可逆性,造成了能量在再分配的过程中 不可避免的品位降低,有部分的能量损耗。通过热力学的能量分析,可以确定具体过程中能量损失的 具体部位和损耗原因,帮助优化能源的利用,提高效率, 本章目的 本章重点阐述过程能量分析评价的理论和方法,旨在从热力学的角度探讨化工过程的能量分析和 合理利用。 本章内容 (1)热力学第一定律—一能量转化与守恒方程 (2)热力学第二定律 (3)熵增、熵产生与熵平衡 (4)理想功、损失功与热力学效率 (5)有效能的定义及计算 61热力学第一定律—能量转化与守恒方程 热力学第一定律是有关能量转化和守恒的方程。能量包括内能U、动能Ek、重力势能Ep、热Q 和功W。 611能量的种类 能量是物质固有的特性,一切物质或多或少都带有一定种类和数量的能。在热力学第一定律中, 所涉及到的能量通常有以下几种: (1)内能 以U表示。它是系统内部所有粒子除整体势能和整体动能外,全部能量的总和。包括分子内动能、 分子内势能和分子内部的能量 (2)动能 以E表示。如果物质具有质量m,并且以速度n运动,那么,物系就具有动能E=2m (3)重力势能 以E表示。如果物质具有质量m,并且与势能基准面的垂直距离为,那么,物系就具有势能第六章 化工过程能量分析 化工热力学还是一门有关能量的科学，由于真实过程的不可逆性，造成了能量在再分配的过程中 不可避免的品位降低，有部分的能量损耗。通过热力学的能量分析，可以确定具体过程中能量损失的 具体部位和损耗原因，帮助优化能源的利用，提高效率。 本章目的 本章重点阐述过程能量分析评价的理论和方法，旨在从热力学的角度探讨化工过程的能量分析和 合理利用。 本章内容 (1) 热力学第一定律——能量转化与守恒方程； (2) 热力学第二定律； (3) 熵增、熵产生与熵平衡； (4) 理想功、损失功与热力学效率； (5) 有效能的定义及计算 6.1 热力学第一定律——能量转化与守恒方程 热力学第一定律是有关能量转化和守恒的方程。能量包括内能 U、动能 Ek、重力势能 Ep、热 Q 和功 W。 6.1.1 能量的种类 能量是物质固有的特性，一切物质或多或少都带有一定种类和数量的能。在热力学第一定律中， 所涉及到的能量通常有以下几种： (1) 内能 以 U 表示。它是系统内部所有粒子除整体势能和整体动能外，全部能量的总和。包括分子内动能、 分子内势能和分子内部的能量。 (2) 动能 以 Ek表示。如果物质具有质量 m，并且以速度 u 运动，那么，物系就具有动能 2 2 1 Ek = mu 。 (3) 重力势能 以 Ep 表示。如果物质具有质量 m，并且与势能基准面的垂直距离为 z，那么，物系就具有势能 E mgz p =