2.8 标准状态焓Standard-State Enthalpy2.8.1 为什么需要标准状态焓上一节已经知道潜热实际上是两种相态之间的焓差。例如那么一个问题自然出现了气体焓到底是多少液体焓又是多少例如100 ℃ 时液态水到底是0 kJ/kg420 kJ/kg1000 kJ/kg事实上这些数值都可以成立。原因是焓没有绝对零点。2.8.2 为什么焓没有绝对值长度可以直接测量。质量可以直接测量。温度可以建立绝对温标。但是焓不同。焓描述的是系统的能量状态。对于工程计算来说我们真正关心的是升温增加了多少焓相变增加了多少焓两个状态之间相差多少焓。而不是这个状态本身到底有多少焓。2.8.3 什么是标准状态既然需要参考点。那么工程热力学规定选择某一个统一状态作为参考。这个参考状态称为标准状态Standard State。不同数据库、不同软件、不同标准可能采用不同参考状态。例如有些规定25 ℃1 atm作为参考。也有一些工质数据库采用其他参考状态。因此标准状态不是自然规律而是一种人为规定的参考基准。2.8.4 什么是标准状态焓标准状态焓就是物质在规定标准状态下所对应的焓值。例如可以规定25 ℃液态水h0那么其它所有状态都相对于这个零点计算。当然也可以规定25 ℃液态水h100甚至h-500这些都不会影响工程计算。因为真正参与计算的是焓差。2.8.5 Fluent 为什么采用标准状态焓现在回到 Fluent。相变模型需要知道液体变成气体到底需要吸收多少能量。软件实际上计算的是因此Fluent 不需要单独输入Latent Heat。而是要求输入各相的Standard State Enthalpy。软件自动计算两者差值。2.8.7 为什么 Fluent 使用 kJ/kmol很多工程手册给出的潜热都是而 Fluent 材料属性要求输入这是因为Fluent 的材料数据库建立在摩尔热力学基础上。对于组分输运、化学反应、相变模型统一采用kmol作为物质量单位。因此需要进行单位转换其中M为分子量kg/kmol2.8.8 易混淆概念1标准状态焓是不是标准生成焓不是。两者名称相似但属于不同概念。Standard-State Enthalpy标准状态焓描述某一参考状态下的焓值主要用于热物性计算和相变。Standard Enthalpy of Formation标准生成焓化学热力学概念描述元素生成化合物时的焓变主要用于燃烧和化学反应。Fluent 做普通传热和相变时通常讨论的是前者。2标准状态焓有没有唯一值没有。参考状态可以不同。因此绝对值没有唯一意义。真正具有物理意义的是焓差。3潜热是不是标准状态焓不是。潜热是两种相态标准状态焓之间的差值。2.8.9 本节小结焓没有绝对零点因此需要人为规定参考状态。标准状态焓是物质在规定参考状态下对应的焓值。改变参考状态会整体改变焓值但不会改变焓差。Fluent 利用液相和气相标准状态焓之差自动计算潜热而不是直接输入潜热。Fluent 使用 kJ/kmol 作为标准状态焓单位因此工程手册中的 kJ/kg 数据需要根据分子量进行单位转换。