列的复杂步骤后,能连续的向463.15K的高温储热器输送1900k的热量,蒸汽最后在1.013×105Pa 273.15K时冷凝为水离开装置。假设可以无限制取得273.15K的冷凝水,试从热力学观点分析,该过 程是否可能? 解:对于理论上可能发生的任何过程,必须同时符合热力学第一定律和第二定律。 蒸汽通过该装置后,在 1013×105Pa、273.5K时冷凝,该 高温储热器 蒸汽的热量得到最大限度的利用 463.15K 因为冷凝温度已经达到环境温度 Q=1900kJ (27315K的水为冷端)。被转移的H2O(g)373.15K 能量不会全部转移给高温储热器, m1s-装置 H20(D273.15 1.013×103H2,S2 在向高温储热器传热Q1=-1900kJ 的同时,必然会有热量同时传递给 冷却水系统 冷端(可无限取得的273.15K的水 273.15K 为冷端)。 图63例6-1示意图 根据题意,蒸汽做稳定连续流动。根据稳流系统热力学第一定律,同时忽略蒸汽的动能和重力势 能项,且题中描述的过程中,蒸汽并没有做轴功,即W=0。于是: △H=Q 查水蒸气表得:373.15K时的水蒸气H1=2676.1kJkg2S1=73549 kJ-kg .K1 装置出口处1013×105Pa、273.5K的冷凝水H2=0S2=0 于是,根据热力学第一定律,总体的传热量为: Q=4H=H2-H1=026761=-26761kkg1 向冷端放热 Q=Q-Q1=-26761+1900=-776.1kkg 再按照热力学第二定律检验,考察若按照上述过程进行,系统和环境的总熵是否増加。该系统是 指蒸汽本身,而环境是指高温储热器和冷端(273.15K的冷凝水)。 每kg水蒸气(系统)的熵变△S/为 △S1=S2-S1=0-73549=-73549kkgK 高温储热器得到传递的热量后,由于它保持恒温,故而引起的熵变ΔS2为: Q1190 =4.102 kJ-kgK 71463.15 66 列的复杂步骤后，能连续的向 463.15 K 的高温储热器输送 1900 kJ 的热量，蒸汽最后在 1.013×105 Pa、 273.15 K 时冷凝为水离开装置。假设可以无限制取得 273.15 K 的冷凝水，试从热力学观点分析，该过 程是否可能？ 解：对于理论上可能发生的任何过程，必须同时符合热力学第一定律和第二定律。 蒸汽通过该装置后，在 1.013×105 Pa、273.15 K 时冷凝，该 蒸汽的热量得到最大限度的利用， 因为冷凝温度已经达到环境温度 （273.15 K 的水为冷端）。被转移的 能量不会全部转移给高温储热器， 在向高温储热器传热 Q1 = -1900 kJ 的同时，必然会有热量同时传递给 冷端（可无限取得的 273.15 K 的水 为冷端）。 根据题意，蒸汽做稳定连续流动。根据稳流系统热力学第一定律，同时忽略蒸汽的动能和重力势 能项，且题中描述的过程中，蒸汽并没有做轴功，即 Ws = 0。于是： ∆H = Q 查水蒸气表得：373.15 K 时的水蒸气 H1 = 2676.1 kJ·kg-1 S1 = 7.3549 kJ·kg-1·K-1 ； 装置出口处 1.013×105 Pa、273.15 K 的冷凝水 H2 = 0 S2 = 0； 于是，根据热力学第一定律，总体的传热量为： Q＝ΔH = H2 - H1 = 0-2676.1 = -2676.1 kJ·kg-1 向冷端放热 Q0 = Q – Q1 = -2676.1+1900 = -776.1 kJ·kg-1 再按照热力学第二定律检验，考察若按照上述过程进行，系统和环境的总熵是否增加。该系统是 指蒸汽本身，而环境是指高温储热器和冷端（273.15 K 的冷凝水）。 每 kg 水蒸气（系统）的熵变 ∆S1 为： 0 7.3549 7.3549 ∆S1 = S2 − S1 = − = − kJ·kg-1·K-1 高温储热器得到传递的热量后，由于它保持恒温，故而引起的熵变 ΔS2 为： 4.102 463.15 1900 1 1 2 = = − ∆ = T Q S kJ·kg-1·K-1