(火用)物理意义的再认识

• 作者: 李阳 徐圣知 过增元
• 来源期刊: 科学通报
• 关键词: 热量(火用) 机械(火用) 热力学能(火用) 复合系统模型 状态参数图
• 年，卷（期）: 2021,（19）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 2486-2494
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/TB-2020-1643

摘要

(火用)可以评价热力学系统的作功能力和能量的可用性,在能源科学及工程领域具有广泛的应用.通过回顾热量(火用)、机械(火用)与热力学能(火用)的物理概念,我们发现,目前对(火用)表达式的推导过程缺少对热力学过程实现方式和系统模型的具体分析,导致在理解(火用)的物理意义时误认为系统只与环境进行热、功相互作用.为了明确闭口系与环境的热功交互方式并改进热力学能(火用)的推导过程,本文提出了闭口系-辅助系统-环境的复合系统模型,进一步阐明了热力学能(火用)的物理意义,即在一定的环境条件下,闭口系在借助辅助系统从给定状态可逆地变化到与环境相平衡的状态时,通过闭口系边界的热量和功量经由辅助系统向复合系统以外输出功之和的最大理论限度.考虑到系统给定状态和环境条件时热力学能(火用)在不同热力学过程中的等价性,提出了热力学能(火用)在单一状态参数图上的唯一完整表示方法,即热力学能(火用)在压容图上可以表示为定熵和定温过程的机械(火用),在温熵图上可以表示为定容和定压过程的热量(火用).