第六章化工过程的能量分析1.pptx

第六章
化工过程的能量分析
2021/3/4 星期四
本章内容
§ 热力学基本概念复****br/>§ 热力学第一定律与能量平衡方程
§ 热功转换
§ 熵
§ 理想功和损失功
§ 火用及其计算
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§ 热力学基本概念复****br/>1、体系与环境
2、状态和状态函数
3、过程
4、热和功
体系
环境
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1、体系与环境
体系（System）
在科学研究时必须先确定研究对象，把一部分物质与其余分开，这种分离可以是实际的，也可以是想象的。这种被划定的研究对象称为体系，亦称为物系或系统。
环境（surroundings）
与体系密切相关、有相互作用或影响所能及的部分称为环境。
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体系分类
根据体系与环境之间的关系，把体系分为三类：
（1）敞开体系 体系与环境之间既有物质交换，又有能量交换。
（2）封闭体系
体系与环境之间无物质交换，但有能量交换。
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体系分类
（3）孤立体系（isolated system）
体系与环境之间既无物质交换，又无能量交换，故又称为隔离体系。有时把封闭体系和体系影响所及的环境一起作为孤立体系来考虑。
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§ 热力学基本概念复****br/>2、状态和状态函数
状态：某一瞬间体系呈现的宏观状况。
平衡状态：在没有外界影响的条件下，如果体系的宏观状态不随时间而改变，则称体系处于热力学平衡状态。
热平衡，力平衡，相平衡，化学平衡，即温度差，压力差，化学位差均为零。
状态函数：由于体系的各种宏观性质，是所处状态的单值函数，所以热力学把各种宏观性质称为状态函数。
常用的状态函数有P，V，T，U，H，S，A，G
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§ 热力学基本概念复****br/>“状态一定值一定，殊途同归值变等，周而复始变化零。”
循环过程：
状态1 状态2 状态3
△H=0,△U=0,△V=0,△S体系=0（当然 △S总≠0)
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§ 热力学基本概念复****br/>3、过程
指体系自一平衡状态到另一平衡状态的转换．
对某一过程的描写：初态+终态+路径.
不可逆过程：一个单向过程发生之后一定留下一些痕迹，无论用何种方法也不能将此痕迹完全消除，在热力学上称为不可逆过程．
凡是不需要外加功而自然发生的过程皆是不可逆过程（自发过程）。
如：爆炸、节流、气体向真空自由膨胀等
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§ 热力学基本概念复****br/>P,V,T
——无限小的沙子。
带活塞的气缸
拿走一粒无限小的沙子，dP减少无限小，推动力无限小，可以忽略不计。
可逆过程：当体系完成某一过程后，如果令过程逆行而能使过程中所涉及的一切(体系及环境)都回复到原始状态而不留下任何变化，则此过程称为可逆过程．
注意：
1）可逆过程一旦发生，不仅体系能恢复到原来状态，而且而环境也能恢复到原来状态而不留下任何痕迹。（循环过程是否是可逆过程？）
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