能量品质的与介绍概要教学内容.ppt

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1、能量品质的与介绍概要例如，以一座新型的火力发电站来说，在凝汽器中通过冷却水排往环境损失的热量约占总输入燃料所产生的热量的50％，但是，当按这份能量的“可用”和“无用”部分加以澄清的话，其中“可用”的能量只不过占总输入燃料的“可用能”的2％一3％。如果由此认为要较大地提高火力发电厂热效率的主要措施在于改进凝汽器的话，则肯定达不到预期的效果。为此，近二三十年来，国内外有关专家学者在热力学的理论领域内和工程技术的管理上大力提倡把热力学第一定律和第二定律综合起来(能量＝十)考虑，并以第二定律为主，即从热力过程不可逆性引起“可用能”损失变成“无用能”的角

2、度出发，以用为基准的分析方法来评价能量利用的科学性和合理性。由于此“分析”法中的“效率”或“损失系数”更能准确地反映各热力设备或整个装置系统技术上或热力学的完善程度，可以从中明确提高能源利用故率的正确目标，并采取相应约措施。前言一、及分析的基本概念二、能量分析法与分析法三、常用热工设备装置的效率四、典型案例分析举例五、能量的合理利用与节能常识目录一、热力学基本定律1、热力学第一定律：当热能与其他形式的能量相互转换时，能的总量保持不变。2、热力学第二定律：（1）克劳修斯表述：不可能将热从低温物体传至高温物体而不引起其他变化。（2）开

3、尔文——普朗克表述：不可能从单一热源取热，并使之完全变为有用功而不引起其他变化。3、能的形态和性质能量是物质运动的量度．由于物质的运动有多种形式，如机械运动、热运动、电磁运动、化学变化及核裂变或聚变等，因而能量也就有相应不同形态的机械能、热能、电磁能(台辐射能)、化学能及核能等．此外，在热力过程中经常牵涉到的热量和功也是一种能量形态，功是以作功方式(或者说除温差以外的各种势差作用下)传递的能量；热量是在温差作用下传递的能量，属热能。上述几种形态的能量之间．除了迄今未发现机械能可以直接转换为化学能和核能的方法外，其他的都可以相互转换，而且在转换时数量

4、上道循“能量守恒及转换”规律．若牵涉到热能的转换时，就具体表现为“热力学第一定律”，即不同形态的及分析的基本概念能量转换时，能的总量保持不变．但是，在人类生活和生产的地球表面环境条件下(即在环境的参与和限制下，后同)，不是任意形态的能量都能全部无条件地转换成任一其他形态的能量．例如，其他形态的能量(机械能、电能、化学能等)可以通过审擦、电阻或燃烧反应等方法全部连续地转换为热能．但反过来要将热能连续地全部转换成其他形态的能量是不可能的．从人类利用能量代替人们的劳动、操作(主要的是利用机械能及电能或称“能的动力利用”)来看，在人类所处环境条件下，同

5、样数量的热能可供人们利用的部分就比其他形态的能量少．也可以说，热能的“质量”比其他形态的能量的“质量”低．另外，依据热力学第二定律，在环境条件下，同祥数量的热能处在较高温反下的比处在较低温度下的在理论上能转换为功(机械能)的部分更多，温度相差越大，能转换为功的部分相差也越大．因此，同样是热能，其“质量”也有高低的不同．综上所述，在人类活动的环境条件下，从人们利用能量的情况来看，能量在转换时具有“量的守桓性”和“质的差异性”两重性．及分析的基本概念4、能的转换能力所谓“能量的转换能力”是指某种形态的能量转换为其他形态能量的能力．因为任一种有序能都

6、可以全部转换为无序能(热能)或其他形态的有序能，而(对人类的)有用功(机械功、电功等)是属于有序能，故可以将能量的转换能力理解为“能量转换成有用功的能力”，或称为“能量的作功能力”．按照转换能力的不同，或者说根据能量转换时是否受热力学第二定律的制约，能量可以划分为三种不同质的能量。（1）无限转换能。在环境条件下，理论上可以连续池全部转换为有用功的能量，如机械能、电能、水能、风能等。它们是技术上和经济上更为宝贵的“高级能量”。高级能量从本质上说是完全有序的能量。因此各种高级能量之间理论上能够彼此完全转化，它们的质和量完全统一。（2）有限转换能。在环境

7、条件下，只能部分地转换为有用功的能量，如热量、内能、焓等。这类能量称为“低级能量”。及分析的基本概念（3）不可转换能。在环境条件下，不可谈转换成有用功的能量，如环境的内能、在环境温度T0下交换的热量、克服环境压力P0的容积功及处于环境状态下一切系统的储存能等．它们虽然可以具有相当的“数量”，在环境的条件下，却无法利用来转换成可利用的机械功，因而其“质”为零。5、不可逆过程不可逆过程在热力学上也称为熵增过程，热力过程是具有方向性的，即只能自发的向一个方向进行，有序状态向无序状态进行，若要逆向进行，就必须付出某种代价，也就是说，热力过程是不可逆的。

8、6、和在给定环境条件下(即在环境的参与和限制下)任何形态的能量理论上(或最大限度)能够转变为有用功的那部分能量称为该能