8、流率；CP,W为水的热容 ， 取值为4.18kJ/（kgK） ， tout和tin分别为冷却水的出、入口温度 。
所以Q=1004.18（165）=4.598103（kJ/kmol）压缩过程中空气的焓变为若忽略此压缩过程中动能和势能的变化 ， 则所需的功为WS=Q =4.1021034.598103=8.700103（kJ/kmol）过程的熵变可以按下式计算所以压缩过程的理想功为Wid=HT0S=4.102103278.15（7.199）=6.104103（kJ/kmol）因此实际供给压气机的功与该过程的理想功的比值为WS/Wid=8700/6104=1.4255. 水与高温燃气进行热交换转变成260的恒温蒸 。

9、气 ， 在此过程中 ， 燃气温度由1375降到315 ， 已知环境温度为27 。
试确定1kg气体由于热交换过程 ， 其有效能的降低值 ， 设气体的比热容为1kJ/（kgK） 。
解：若忽略在进行热交换过程中燃气动能和位能的变化 ， 则有效能的降低可表示为B=B2B1（H2T0S2）（H1T0S1）将上式整理可得B=（H2H1）T0（S2S1）其中T027273.15300.15（K）H2H1CP（T2T1）1060.00kJ/kgS2S1因此该过程有效能的降低为B1060.00300.15（1.030）750.72（kJ/kg）6. 如果空气绝热节流膨胀 ， 从2100kPa降到100kPa不做任何功 。
若传热以及位能和动能变化 。

10、均可忽略 ， 试提出一些假设 ， 确定此过程所产生的功损失 。
解：假设环境温度T025273.15298.15（K） ， 并假定空气为理想气体 。
绝热节流膨胀 ， Q0 ， H0 ， T0 ， 所以过程的熵变为SRln（p2/p1）8.314ln（100/2100）25.312（kJ/（kmolK） 若忽略传热以及位能和动能的变化 ， 此过程所产生的功损失为WLT0SQ298.1525.31207.547104（kJ/kmol）7. 一冷冻机连续冷却一盐水溶液 ， 使其温度有21降低到7 ， 热被排到温度为27的大气中 。
确定冷冻机所需绝对最小功率 ， 如果每小时冷却25m3盐水 ， 必须放给大气多少热量？盐水的数据为：CP3.5kJ/（kgK） 。

11、 ， 1150kg/m3 。
解：在盐水冷却过程中 ， 其始态温度为T121273.15294.15（K） ， 终态温度为T27273.15266.15（K） ， 环境温度T027273.15300.15（K） ， 盐水的焓变为盐水的熵变为冷却盐水所需的最小功为WidH T0S98.00300.15（0.350）7.052（kJ/kg）单位时间内冷却的盐水量为mVS25115028750（kg/h）7.986kg/s于是冷冻机所需的最小功率为NminmWid7.9867.05256.32（kW）放到大气中的热量为Qm（HWid）28750（98.007.052）3.020106（kJ/h）8. 倘若一含有30%（摩尔 。

12、分数）氨的混合物在一平衡状态下蒸发 ， 保持恒温38 ， 压力100kPa ， 环境温度为16 ， 试计算最小功Wmin 。
解：环境温度为T016273.15=289.15K ， 设温度T=38273.15=311.15K ， 压力为100kPa的纯溶剂和纯液态氨的有效能为零 ， 则蒸发前后混合物的有效能为Bm=HmT0Sm （1）若忽略混合热和超额熵 ， 即Hm=HE=0 （2）Sm=R（x1lnx1x2lnx2） （3）这样 ， 氨的混合物的有效能为Bm=RT0（x1lnx1x2lnx2）=1.4685103J/mol （4）由于设311.15K ， 压力为100kPa的纯溶剂和纯液态氨的有效能为零 ， 所以蒸发后溶剂的有效能B1=0 。

13、 ， 氨在311.15K ， 100kPa下的气态 ， 其有效能为B2=（）T0（） （5）但在311.15K ， 100kPa下不可能存在液态的氨 。
若忽略压力对液态氨的性质的影响 ， 则可用311.15K时饱和液体氨的焓与熵代替 ， 即由式（5）得B2=（）T0（） （6）由饱和氨的性质表13可查得311.15K时饱和液体氨的焓与熵为=1141.4kJ/kg=19403.8J/mol=6.304kJ/（kgK）=107.2J/（molK）由气态氨不同温度压力下的性质表12可查得311.15K ， 100kPa时=2332.4kJ/kg=39650.8J/mol=11.382kJ/（kgK）=193.5J/（molK）将 。

14、各数据代入式（6）便可得氨气的有效能为B2=（39650.819403.8）289.15（193.15107.2）=4706.6（J/mol）所以蒸发过程的最小分离功为Wmin=B=x1B1x2B2Bm0.3（4706.6）（1468.5）=56.5（J/mol）9. 将含有氧气和氮气各50%（摩尔分数）的混合气体于4Mpa和298.15K下连续地分离为同温度和同压力下的气体产品 ， 氧气产品中含气为10%（摩尔分数） ， 氧气的回收率为90% ， 试计算此过程所需的最小分离功 。
解：由题中所给条件 ， 知原料中氧气的摩尔分数为=0.5；氧气产品中氧气的含量为=0.9 ， 氮气的含量为=0.1；氮气产品中氧气的含量 。

15、为=0.1 ， 氮气的含量为=0.9 。
由物料衡算知 ， 由1mol原料可分离为0.5mol 的氧气产品和0.5mol的氮气产品 。
方法一：以4Mpa和298.15K条件下的纯氧气和纯氮气为基准计算有效能 ， 根据有效能差得到最小分离功 。
进料的有效能为Bf=（HfH0）T0（SfS0）其中Hf=（H1H2H）H0= H1H2Sf=R（lnln）SES0=设原料及产品为理想混合物 ， 即H=0 ， SE=0 ， 于是原料的有效能变为Bf=RT0（lnln）=1718.19J/mol同样可得出氧气产品和氮气产品的有效能分别为Ba=RT0（）=805.82J/molBb=RT0（）=805.82J/mol这样对于1mol的氧气 。

来源：(未知)

【学习资料】网址：/a/2021/0318/0021711087.html

标题：化工|化工过程的能量分析( 二 )