物理 热力学第一定律 求解The cold fluid stream of liquid A enters at 294

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  • 温度较低的为 294.2K(21.05C)的液体A流入到设备中,流出设备时的即时温度为330.9K

    (57.75C)。液体A以每秒0.006千克(每秒6克)的速度流入,其比热容为4180J/(Kg.K)。

    液体B流入到设备中的即时温度为350.2K(77.05C),流出的温度为306K(32.85C)。液体B以每秒0.005千克的速度流入,其比热容为3900J/(Kg.K)。

    该设备每天运行12小时,持续353天。最终设备内的液体的状态为293.2K(20.05C),压力为1巴(105帕)。在这个问题中,设备是绝热的,压力的损失也忽略不计,两种液体都为不可压缩的。运用热力学第二定律,计算发现:液体A的有效能的增加与液体B的能量的减少是相等的(即液体B的能量转移给了液体A)。

    该设备花费了15000美元,且安装费为7500美元。设备的有效寿命为15年,每年该设备的维修费用为500美元。

    计算设备内最终液体的热经济学成本,发现只有流出的加热后的液体A。液体B的流出没有意义且输入液体A时没有成本消耗。