2010年環(huán)保工程師基礎(chǔ)知識輔導(dǎo)資料(一)

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一、平衡態(tài)
    這里所說的沒有外界影響,是指系統(tǒng)與外界之間不通過作功或傳熱的方式交換能量,否則系統(tǒng)就不能達到并保持平衡態(tài)。
    由于實際中并不存在完全不受外界影響,并且宏觀性質(zhì)絕對保持不變的系統(tǒng),所以平衡態(tài)只是一個理想化的概念,它是在一定條件下對實際情況的抽象和概括。
    在實際問題中,只要系統(tǒng)狀態(tài)的變化很小而可以忽略時,就可以近似看成平衡態(tài)。
    在外界環(huán)境條件不改變時,若熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)不隨時間而改變,系統(tǒng)中也不存在宏觀的流動過程,則系統(tǒng)的此種狀態(tài)稱為平衡態(tài)。
    這種平衡態(tài)是宏觀平衡態(tài),也稱為熱力學(xué)平衡態(tài)。
    在這種狀態(tài),構(gòu)成系統(tǒng)的大量分子仍在不停地做各種運動(物理的和化學(xué)的),不過不存在任何方向上的凈的優(yōu)勢運動。
    二、理想氣體狀態(tài)方程
    理想氣體狀態(tài)方程(ideal gas,equation of state of),也稱理想氣體定律或克拉佩龍方程,描述理想氣體狀態(tài)變化規(guī)律的方程。質(zhì)量為m,摩爾質(zhì)量為M的理想氣體,其狀態(tài)參量壓強p、體積V和絕對溫度T之間的函數(shù)關(guān)系為pV=mRT/M=nRT 式中M和n分別是理想氣體的摩爾質(zhì)量和物質(zhì)的量;R是氣體常量。對于混合理想氣體,其壓強p是各組成部分的分壓強p1、 p2、……之和,故pV=( p1+ p2+……)V=(n1+n2+……)RT,式中n1、n2、……是各組成部分的摩爾數(shù)。
    以上兩式是理想氣體和混合理想氣體的狀態(tài)方程,可由理想氣體嚴格遵循的氣體實驗定律得出,也可根據(jù)理想氣體的微觀模型,由氣體動理論導(dǎo)出。在壓強為幾個大氣壓以下時,各種實際氣體近似遵循理想氣體狀態(tài)方程,壓強越低,符合越好,在壓強趨于零的極限下,嚴格遵循。
    三、熱量
    熱量,指的是由于溫差的存在而導(dǎo)致的能量轉(zhuǎn)化過程中所轉(zhuǎn)移的能量。而該轉(zhuǎn)化過程稱為熱交換或熱傳遞。熱量的公制為焦耳。人體的一切生命活動都需要能量,如物質(zhì)代謝的合成反應(yīng)、肌肉收縮、腺體分泌等等。而這些能量主要來源于食物。動、植物性食物中所含的營養(yǎng)素可分為五大類:碳水化合物、脂類、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和維生素,加上水則為六大類。其中,碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)經(jīng)體內(nèi)氧化可釋放能量。三者統(tǒng)稱為“產(chǎn)能營養(yǎng)素”或“熱源質(zhì)”。