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能源转换与利用课后题答案

1—1何为能源，能源如何分类？分别具体列举一次能源、二次能

源、耗能工质。

①能源：比较集中的含能物体或能量过程

②一次能源：自然界中现成存在，可直接取用如，煤、水、太阳

能

二次能源：经过加工或形式转换的能源，如焦炭、汽油、电力和

蒸汽等

耗能工质：在生产过程中所消耗的那种不做原料使用，也不能进

入产品制取时又需消耗能源的工作物质。包括：氮气、压缩空气、鼓

风、压力水

1—6能源与发展国民经济有怎样的关系？

答：能源利用的每一个新发明均给生产带来一次新的飞跃，任何

工农业生产都离不开能源，他们对能源的需求量不仅表现在生产中直

接消耗的能源，还包括生产设备本身及原材料在生产过程中间接消耗

掉的能源。因此，每个国家国民经济的发展与能源的消费量增长之间

密切相关。

1—8什么叫能量利用率，什么叫能源利用率，二者有何区别和联

系？

答：

①能源利用率：反应能源的有效利用程度，是指在利用能源资源

各项活动中所得到得起作用的能量与实际消费量的能量之比；

②能量利用率：是指供给或消耗的能源中所具有的能量被有效利

用的程度；

③区别和联系：终端的能量利用率反应用能设备的先进程度，系

统的能源利用率反应整个国家对能源的有效利用程度，通过提高能源

转换设备的效率及用能设备的效率是提高能源利用率、节约能源消耗

的途径。

2—2火用和熵都是热力学第二定律导出状态参数，试述二者区别。

答：①火用是可用能，熵是不可用能

②熵变量越大，火无就越大，相应火用值越小

2—3火用有哪些特征，有什么实际意义。

答：火用是能量中可用的那部分热量

①热量火用：是热量本身的固有特性，每一个系统吸收热量时，

同时吸收该热量中的火用，

反之，当放出热量时同时放出该热量中的火用。

②温度火用：

高温物质的火用：温度越高，能级越高，可用能越大；

低温物质的火用：温度越低，能级的绝对值越大，可用能越大。

③潜热火用：

在融化（气化）时需要吸收热量，r为正值，当T＞T0时，吸热后

火用将增加；当T＜T0时，吸收热量后火用反而减小。

当物质凝固（液化）时，需要放出相应数量的潜热，r为负值，当

T＞T0时，放出热量后火用将减小；当T＜T0时，放出热量后火用反

而增大。

2—5热量火用为正值，为什么潜热火用有负值？

①热量火用的表达式：ez=（h-h0）-T0（S-S0）

热量火用是热量本身的固有属性，只要与环境处于不平衡状态，

它就具有一定的火用值，热量火用均为正值。

②潜热火用表达式：ex=ex2-ex1=（h2-h1）-T0（S2-S1）=r-

T0（r/T）=r（1-T0/T）。r为吸收率放出的前热值。潜热火用的正负

与吸热还是放热以及相变温度有关，

在融化（气化）时r＞0，T＞T0时，△ex＞0；当T＜T0时，△ex

＜0.

在凝固（液化）时r＜0，当T＞T0时，△ex＜0；当T＜T0时，

△ex＞0.

2—10火用损失与热损失有什么区别联系？

区别：

①火用损失有外部和内部火用损失，外部火用损失是由于火用未

被利用而造成的损失，相当于能量平衡中能量损失项造成的火用损失，

内部火用损失是由于过程的不可逆造成的损失。

②热损失是输入热量中未被工质吸收利用的那部分，没有热损失

也有火用损失。

联系：都是能量转换过程中未被利用的那部分能量，火用损失包

括热损失。

2—11火用平衡与热平衡有什么区别和联系？

区别：

①火用平衡指的是火用和火用损失之和的平衡，火用只能是能量

中的可用能部分，它的收

支一般不平衡，在实际转换过程中，一部分火用得转换为不可用

能；

热平衡是指热力系统中没有外界作用的情况下，宏观性质不随时

间而变化的状态。

②火用平衡指的是能量质量上的平衡，热平衡指的是能量数量上

的平衡。

联系：热平衡包括火用平衡。

2—12什么叫火用效率，火用效率与热效率有什么区别和联系？

区别：

①火用效率是指