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第一章 燃烧热力学基础 1.1 燃烧反应计算 燃烧进行的两种方式：完全燃烧和不完全燃烧 一、燃烧空气量的计算 表1-1 发动机用燃料特性 二、燃烧产物的组成 1. 完全燃烧产物组成： ： CO2、H2O、SO2、N2 ： CO2、H2O、SO2、N2，还有O 3. 理论分子变化系数 1.2 生成热、反应热和燃烧热 1. 何谓生成热、反应热、燃烧热？ 2．判断下列热化学方程式的反应热是否为生成热？原因？ 3．反应热、生成热、燃烧热三者的区别？ 1. 何谓生成热、反应热、燃烧热？ 2．判断下列热化学方程式的反应热是否为生成热？原因？ 3. 反应热、生成热、燃烧热三者的区别？ 生成热和燃烧热均是反应热的特殊情况； 当反应物是稳定单质，生产物是一摩尔的化合物时的反应热就等于其生成热； 当反应物中的燃料为一摩尔时，其参加反应生成的反应热就为燃烧热。 4．燃烧热的计算 燃烧热计算步骤： 1.3 燃烧热的测量和计算 1. 拉瓦锡-拉普拉斯(Laplace)定律 2．盖斯(Hess)定律（1840年盖斯通过试验得出） 1.4 燃气的离解（dissociation） 二 、燃气的离解 燃气离解的原因：温度升高，分子能量的提高使分子中原子振幅增大，分子转动速度、分子运动速度显著加快，从而，分子间碰撞几率增加，于是很容易使分子间的连接断开，导致气体分子的离解。 不同温度压力下燃气的离解 燃烧产物组成和含量在不同温度压力下是不同的，也就是说是燃气离解产物是温度和压力的函数。 T2200K，p＝1atm或T2500K，p＝20atm： T2400K，p＝1atm或T2800K，p＝20atm： T3000K，p＝1atm或T3600K，p＝20atm： 三、化学平衡时燃烧产物成分的计算 计算步骤 （1）由燃料分子式，得出完全燃烧需要的空气量； （2）由原子平衡，得到反应物与产物系数等式； （3）给出约束条件方程； （4）根据离解化学反应平衡条件，写出平衡方程； （5）联立求解方程组，得到产物成分系数； （6）进一步求产物内能、焓等。 计算 （1） 理论 实际 （2）燃料和空气的化学反应方程式为： （3）约束条件： （4）据离解平衡条件，建立平衡方程： （5）联立上述13个方程，求解方程组，其中K1~K10为平衡常数，是温度的单值函数，P为系统总压力（单位是大气压），最终求出各种燃烧产物的成分系数，也即摩尔分数x1~x13。 （6）进一步可求出燃烧产物内能ui、焓hi等。 图1-1 燃烧产物组成变化与温度的关系 作业： 1）燃烧过程中影响化学平衡移动的因素有哪些？ 2）燃气离解的原因是什么？分析不同温度下离解 产物。 3）复习化学平衡产物计算。 燃烧反应计算 燃烧空气量的计算 燃烧产物的组成 生成热、反应热和燃烧热 燃烧热的测量与计算（拉瓦锡-拉普拉斯定律、盖斯定律） 燃气的离解 化学平衡 燃气的离解 化学平衡时燃烧产物成分计算 第一章 * * （thermodynamics） 确定化学反应的热效应 化学平衡条件以及平衡时系统的状态 燃烧反应计算 燃烧空气量的计算 燃烧产物的组成 生成热、反应热和燃烧热 燃烧热的测量与计算 燃气的离解 化学平衡 燃气的离解 化学平衡时燃烧产物成分计算 质量作用定律，阿累尼乌斯公式，碰撞理论，化 学反应速率，化 学反应的动力学分类，影响化学反 应速率的因素，链锁反应，爆炸反应三界限 燃烧热概念，燃烧反应计算方法 燃气的离解过程 完全燃烧：当初始物质的全部化学能都转化为另一种能 量时，也就是说，最终物质不再含有化学能时，燃烧是 完全的。为此，必须提供至少能使全部燃料氧化的氧量。 不完全燃烧：假如为燃料供应的氧量低于它全部氧化所 需要的氧量，则燃烧是不完全的。这时，尚有部分初始 化学能保留在燃烧产物中，不完全燃烧获得的能量比较 少。 何为燃烧反应计算？ 燃烧反应计算：按照燃料中的可燃物分子与氧化剂分 子进行化学反应的反应式，根据物质平衡和热量平衡 的原理，确定燃烧反应的各参数。 燃烧反应计算 燃烧空气量的计算 燃烧产物的计算 燃烧反应计算的条件 燃料成分 氧化剂（空气） 氧占空气的21％ 燃烧所需空气量 完全燃烧所需 要的最小氧量 表示燃烧反应物化学 当量关系的计量方程， 即燃烧的化学方程式。 依据 如： (1-2) (1-3) (1-4) (1-5) (1-