当前课程知识点:燃烧理论 > 第二章 燃烧与热化学 > 2.4 反应物和生成物的混合物 > 例题
我们下面就来一个例题
来表达一下
高位热值 低位热值
它互相之间的关系
我们就是这个例题的话
还是在标准状态
就是298K底下的
气态的正癸烷
就是C10H22
因为研究它的高位热值
和低位热值
既要以每千摩尔计
也要以每公斤计
这个就是我们所需要
需要去计算的一个例题
一共有两个方面
它说如果这个正庚(癸)烷
是气态的时候
一开始燃料是气态
也可以是什么 是液态
那么看它怎么样呢
看它的高位热值 低位热值
又是怎么样子
所以它实际上就变成了什么呢
气态的正庚(癸)烷和液态的正庚(癸)烷
因为液态的正庚(癸)烷
它燃烧首先变成气态
它需要吸热
那我们先判断一下
它这几个热值之间关系怎么样
是气态的热值大
还是液态的热值大
先想一想
那显然是什么
气态的热值大
因为为什么呢
业态它首先要
要吸收一部分热量
是变成蒸发潜热 对不对
所以这个显然是它大
好 我们一起来看一看
怎么来进行计算
那么C10H22
完全燃烧的话
那么需要的氧气
或者空气量是多少
这个就很大了对不对
那么通常碳是10
光碳这一部分
需要10个氧气来反应
而氢这个的话是多少
氢的就实际上是11/2
对不对
22/4
好 有这么多需要
那么这两个加起来多少呢
实际上15.5
也就是说一个正癸烷
需要15.5个氧气
变成10个二氧化碳 11个水
那么我们就可以去算
它的热值了
热值怎么算
大家想一想
前面我们说过了对不对
就用它的反应焓来算
反应焓的绝对值就是它的热值
对不对
好 这个也清楚
好 反应焓怎么算
需要知道所有的反应物
以及产物的什么
它的绝对焓
好 那这就 这就理解了
这两个绝对焓一比
就是反应物的绝对焓
减去的产物绝对焓
就是它的反应焓 对不对
反应焓的绝对值就是什么
就是我们的热值
就这么来算
所以我们只需要知道
我们知道空气的生成焓都是0
对不对
那实际上对反应物来说
就是一个正癸烷的绝对焓
那它很容易算嘛
因为在标准状态底下
它的显焓等于0
也就是它的生成焓
就可以直接进行计算
二氧化碳和水
我们前边例题都用到过了
可以直接算
所以298K
所有的物质显焓都等于0
那么氮气和氧气的形成焓
也等于0
也就是Hprod的话
那么它应该是由二氧化碳
加上水对不对
主要是这两个
当然氮气
氮气回到那个
它的生成焓等于0
显焓也等于0
所以实际上就很简单
就是用这两个数去求就行了
就是开始的是
正癸烷的生成焓
那产物的话
是二氧化碳和水的生成焓
那么这两个一减就出来了
对不对 一减就出来了
那么减出来大家就知道了
在液相的时候
它的生成焓多少
是285857千焦每千摩尔
就这么大的一个数
这个是假设什么
(水)全部变成气态的
这个就是低位热值 对不对
而如果全部变成什么
变成水的话
那么水的形成焓
跟水蒸气的形成焓不一样了
差一个气化潜热对不对
相当于把它的气化潜热加进去
那我们就能够获得
它的高位热值
这个数要比刚才那个大对不对
这时候我们就可以求出来了
最后的话就得到了
它的热值是48003千焦
每公斤的叫C10H22
也就是正癸烷的热值
是48003千焦
我们就求出来了
好 那么我们对于低位热值
低位热值的话
就用水的焓
要去替代什么
来替代什么
替代刚才用的
水蒸气的形成焓
那么液相水的形成焓是285
大概是28万多吧 千焦每千摩尔
那么这个往里一代
就可以获得这个里边的
每千摩的正庚烷的低位热值
每公斤的正庚烷的低位热值
那么一看就比刚才那个小对吧
低位热值
好 我们再来看
正庚(癸)烷如果是液态的时候
液态的时候怎么样呢
它实际上是差别在哪里
差别是刚才是水
它会蒸发有一个变化
那么液态的正庚(癸)烷
和气态的正庚(癸)烷什么
也有一个气化潜热
那么关键是什么呢
这个气化潜热的变化
同样我们这样就可以算出来
正庚(癸)烷的
每公斤的正庚(癸)烷的高位热值
和每公斤这个正庚(癸)烷的低位热值
大家就可以看看
它这里边的关系
这张图是特别形象的
表达了它们之间的关系
那么最高的是什么
最高的是反应物是什么
反应物本身是气态的燃料
而产物的话
水的话是液态的
气相的正庚(癸)烷的高位热值
是最大的
这个就是很重要
当然我们这里一共有四个热值
当然 对于液相的
正庚烷的高位热值低位热值
那么它的低位热值
肯定是最小的
那么刚才那两个
就是气相的正庚烷的低位热值
和液相的正庚烷的高位热值之间
当然它可能有一个比较
从这张图上我们全部可以看出来
它所有的信息
那么热值
当然我们这个是可以计算的
对不对
可以算 刚才这个碳氢
但是有一些特别复杂
比如说像煤
还有一些混合物的油
你要真要去算还不太容易
因为它的键能都不一样
比如像甲烷
碳氢比都是1:4对不对
可是其它的物质
如果它的键能不一样
它的热值可能就不一样
那怎么办呢
需要用测量的方法
而这个测量的基本方法
就是所谓的氧弹量热仪
大家如果能做实验
做一下实验
做不了实验怎么样
一起了解一下
它测量的原理是什么
-1.1 我们为什么要学习燃烧理论
-1.2 什么是燃烧:定义与现象
-1.3 燃烧科学发展简史
-1.4 燃烧科学的研究方法
-1.5 课程的结构
-2.1 概述
--概述
-2.2 状态参数复习
--状态参数复习
-2.3 热力学第一定律
--热力学第一定律
-2.4 反应物和生成物的混合物
--燃烧焓与热值
--例题
-2.5 绝热燃烧温度
--定压绝热燃烧温度
--定容绝热燃烧温度
-2.6 化学平衡
--第二定律的讨论
--吉布斯函数
--复杂系统(选修)
-2.7 燃烧的平衡产物
--全平衡(选修)
--水煤气反应的平衡
--压力影响
-2.8 应用
--例题
--烟气再循环
-2.9 小结
--小结
-第二章 燃烧与热化学--第二章作业
-3.1 传质概述
-3.2 传质理论基础
-3.3 传质应用实例
-3.4 小结
-第三章 传质引论--第三章作业
-4.1 概述
--概述
-4.2 总包反应与基元反应
-4.3 基元反应速率
--其他基元反应
-4.4 多步反应机理的反应速率
--净生成率
--稳态近似
--单分子反应机理
--部分平衡
-4.5 简化机理(选修)
--简化机理(选修)
-4.6 催化和非均相反应(选修)
-4.7 小结
--小结
-第四章 化学动力学--第四章作业
-5.1 概述
--概述
-5.2 H2-O2系统
--H2-O2系统
-5.3 一氧化碳的氧化
--一氧化碳的氧化
-5.4 高链烷烃的氧化
--三步机理
--八步机理
-5.5 甲烷燃烧
--复杂机理和起源
--甲烷燃烧动力学
--高温反应途径分析
--低温反应途径分析
-5.6 氮氧化物
--氮氧化物的危害
-5.7 小结
--小结
-第五章 一些重要的化学机理--第五章作业
-6.1 概述
--6.1 概述
-6.2 定压-定质量反应器
-6.3 定容-定质量反应器
-6.4 全混流反应器
-6.5 柱塞流反应器
-6.6 燃烧系统建模中的应用及小结
-第六章 反应系统化学与热分析的耦合--第六章作业
-7.1 概述和总质量守恒
-7.2 组分质量守恒
-7.3 多组分扩散(选修)
-7.4 动量守恒方程(选修)
-7.5 能量守恒方程-质量通量表达形式
-7.6 守恒标量的概念-混合物分数定义
-第七章 反应流的简化守恒方程--第七章作业
-8.1 概述及物理描述
-8.2 层流火焰分析
-8.3 影响火焰速度和火焰厚度的因素
-8.4 熄火、可燃性和点火
-8.5 火焰稳定及小结
-第八章 层流预混火焰--第八章作业
-9.1 概述
--概述
-9.2 无反应的恒定密度层流射流
--物理描述
--求解
--两个例子
-9.3 射流火焰的物理描述
-9.4 简化理论描述
--概述
--守恒标量
--状态关系式
-9.5 不同几何形状燃烧器的火焰长度
--两个例子
-9.6 碳烟的形成和分解
--碳烟的形成和分解
-9.7 对冲火焰(选修)
--对冲火焰(选修)
-9.8 小结
--小结
-第九章 层流非预混火焰--第九章作业
-10.1 概述
--概述
-10.2 液滴蒸发的简单模型
--基本假设
--气相分析
--气液界面能量平衡
--液滴寿命
-10.3 液滴燃烧的简化模型
--假设
--温度分布
--液滴表面能量守恒
--火焰面处能量守恒
--例题
--扩展到对流条件
-10.4 一维蒸发控制燃烧
--物理模型和假设
--总守恒方程
--例题
-10.5 小结
--小结
-第十章 液滴的蒸发与燃烧--第十章作业
-11.1 概述及燃煤锅炉
-11.2 非均相反应
-11.3 单颗粒碳的燃烧-单膜模型
-11.4 单颗粒碳的燃烧-双膜模型
-11.5 颗粒燃烧速度
-11.6 煤的热解及燃烧
-第十一章 固体燃烧--第十一章作业
-12.1 概述
--概述
-12.2 湍流现象与描述
--湍流的现象与描述
-12.3 湍流尺度
--湍流尺度
-12.4 湍流模型
-12.5 湍流预混火焰
--湍流火焰速度
--层流火焰折皱模式
--火焰稳定
-12.6 湍流非预混火焰
--射流火焰
--火焰长度
-12.7 湍流燃烧小结
--湍流燃烧小结
-课程总结
--课程总结