1、第五章第五章 热力学第二定律热力学第二定律之作功能力作功能力03.02.01.热源热量的作功能力冷量的作功能力定质量物系的作功能力CONTENTS04.稳流工质的作功能力系统的作功能力（火用）系统的作功能力（火用）系统与环境有系统与环境有不平衡不平衡存在，即具备作功能力，存在，即具备作功能力，作功能力也可称为作功能力也可称为有效能，可用能有效能，可用能等。等。u热源热量的作功能力热源热量的作功能力u冷量的作功能力冷量的作功能力u定质量物系的作功能力定质量物系的作功能力u稳流工质的作功能力稳流工质的作功能力热源热量的作功能力 01.热源热量的作功能力热源热量的作功能力因因T0基本恒定，故基本恒定
2、，故qun s1201un1a10012mhmhTqqqqqTTsTTa1012qqTs热源传出的热量中理论上可转化为热源传出的热量中理论上可转化为最大有用功最大有用功的热量。的热量。0a1mh1TqqT01讨论：讨论：1）qa是环境条件下热源传出热量中可转化为功的最高份额，称是环境条件下热源传出热量中可转化为功的最高份额，称为为热量火用（热量火用（ExQ）；2）qun是理想状况下热量中仍不能转变为功的部分，是热能的一是理想状况下热量中仍不能转变为功的部分，是热能的一种属性，环境条件和热源确定后不能消除，称为种属性，环境条件和热源确定后不能消除，称为热量火无热量火无（AnQ）；3）与环境有温差
3、的热源传出的热量具备作功能力，但循环中排）与环境有温差的热源传出的热量具备作功能力，但循环中排向低温热源的热量未必是废热，而环境介质中的内热能全部是向低温热源的热量未必是废热，而环境介质中的内热能全部是废热废热。4）qa与热源放热过程特征有关，因此与热源放热过程特征有关，因此qa从严格意义上讲不是状从严格意义上讲不是状态参数。态参数。01冷量的作功能力 02.冷量的作功能力冷量的作功能力 冷量冷量低于环境温度传递的热量。低于环境温度传递的热量。01aTqqT01 acTqqT2011 acTqqT01caTqqT201ccqTqTQc012acExqTsq整理整理02讨论：讨论：1）热量的可用
4、能和冷量的可用能计算式差一负号。）热量的可用能和冷量的可用能计算式差一负号。2）物体吸热，热量中可用能使物体作功能力增大；）物体吸热，热量中可用能使物体作功能力增大；但物体吸冷，使物体的作功能力下降，即但物体吸冷，使物体的作功能力下降，即 “热流与热量可用能同向；冷量与可用能反向热流与热量可用能同向；冷量与可用能反向。”3）热（冷）量可用能与）热（冷）量可用能与T的关系。的关系。Q1012aExqqTsQc012acExqTsq热量火用热量火用冷量火用冷量火用02定质量物系的作功能力 03.定质量物系的作功能力定质量物系的作功能力 工质的作功能力工质的作功能力工质因其状态不同于环境而具备的作功
5、工质因其状态不同于环境而具备的作功能力。通常是指能力。通常是指系统只与环境交换热量可逆过渡到与环境平衡状系统只与环境交换热量可逆过渡到与环境平衡状态作出的最大理论有用功。态作出的最大理论有用功。03气体从初态（气体从初态（p，T）（p0，T0）据据u,10dddquwwquwqupv 微卡诺机微卡诺机0net01TqwqTqTTuu,1netwww00ddqqupvTqT00ddduT spv u,max00000wuuTsspvv03讨论：讨论：1）相对于）相对于p0，T0，wu,max是状态参数，称之为是状态参数，称之为 热力学能热力学能 火用火用，用，用Ex,U（ex,U）表示。表示。2
6、）从状态）从状态1状态状态2，闭口系的最大有用功。，闭口系的最大有用功。12u,max,1 2x,x,12012012UUweeuuTsspvv3）pp0,TT0时物系的作功能力时物系的作功能力4）因为是最大有用功，所以）因为是最大有用功，所以 必须一切过程可逆；最终必须一切过程可逆；最终 向环境排热。向环境排热。如：真空系统作功能力如：真空系统作功能力=p0V03稳流工质的作功能力 04.稳流工质的作功能力稳流工质的作功能力tqhw u,maxc01001swwwqhhqTssu,max10010whhTss01swqhqhh 0cc,net1iTwwqT0000111iTqq T ssT 042）从状态从状态12，稳流工质可作出的最大有用功，稳流工质可作出的最大有用功12u,max,1 2x,x,12012HHweehhTss3）若考虑动能，则称之为若考虑动能，则称之为物流火用物流火用，用，用Ex（ex）表示表示2u,maxx10010f112wehhTssc讨论讨论：1）对于）对于 p0、T0，wu,max仅取决于状态，称之为仅取决于状态，称之为焓火用焓火用，用用Ex,H（ex,H）表示。表示。04THANK YOU
