《能源监测与评价》——能源概论（一）

5.做功性

利用能量来做功，是利用能量的基本手段和主要目的。这里所说的功是广义功，但通常主要是针对机械功而言的。各种能量转换为机械功的本领是不一样的，转换程度也不相同。通常按转换程度，可以把能分为无限制转换(全部转换)能、有限制转换(部分转换)能和不转换(废)能，又分别称为高质能、低质能和废能，显然这一分类也是以转换为功的程度来衡量的。能的做功性，通常也以能级∈来表示，即

6.贬值性

根据热力学第二定律，能量不仅有量的多少，还有质的高低之分。能量在传递与转换等过程中，由于多种不可逆因素的存在，总伴随着能量的损失，表现为能量质量和品质的降低，即做功能力的下降，直至达到与环境状态平衡而失去做功本领，成为废能，这就是能量质量贬值。例如，最常见的温差传热与有摩擦做功，就是两个类型的不可逆过程，在这两个不可逆过程中，能量都会贬值。能量的贬值性，即能的质量损失(或称内部损失、不可逆损失)，其贬值程度可用参与能量交换的所有物体熵的变化(熵增)来反映，即能的贬值E0可表示为

三、能量转换

能量转换是能量最重要的属性，也是能量利用中的最重要环节。人们通常所说的能量转换是指能量形态上的转换，如燃料的化学能通过燃烧转换成热能，热能通过热机再转换成机械能等。然而广义地说，能量转换还应当包括以下两项内容：

(1)能量在空间上的转移，即能量的传输。

(2)能量在时间上的转移，即能量的储存。

任何能量转换过程都必须遵守自然界的普遍规律——能量守恒定律，即

输入能量-输出能量=储存能量的变化

在国民经济和日常生活中用得最多、最普遍的能量形式是热能、机械能和电能。它们都可以由其他形态的能量转换而来，它们之间也可以互相转换。显然，任何能量转换过程都需要一定的转换条件，并在一定的设备或系统中实现。表1-2给出了能量转换过程及实现转换所需的设备或系统。不同能源与热能的转换及利用情况如图1-1所示。

四、能量传递

能量利用是通过能量传递来实现的，故能量利用过程通常也是能量传递的过程。

1.能量传递的条件

能量传递是有条件的，其传递的推动力是所谓“势差”。例如，传热要有温差、导电要有电位差、流动要有压差或势差、扩散要有浓度差、化学反应要有化学势差等。

2.能量传递的规律

能量传递遵循一定的规律，即能量传递的速率正比于传递的动力而反比于传递的阻力，由此有

3.能量传递的形式

能量传递包括转移与转换两种形式。转移是某种形态的能，从一地到另一地，从一物到另一物;转换则是由一种形态变为另一形态。这两种形式往往是一起或交替存在共同完成能量传递。

4.能量传递的途径

能量传递的途径基本有两条：由物质交换和质量迁移而携带的能量称为携带能，在体系边界面上的能量交换称为交换能。对开口系这两种途径同时存在，对封闭系则主要靠交换。

5.能量传递的方法

在体系边界面上的能量交换，通常主要以两种方法进行：传热，由温差引起的能量交换，这是能量传递的微观形式;做功，由非温差引起的能量交换，这是能量传递的宏观形式。

6.能量传递的方式

通过能量交换而实现的能量传递，即传热和做功。传热的三种基本方式是热传导、热对流和热辐射;做功(这里指机械功)的三种基本方式是容积功、转动轴功和流动功(推动功)。

7.能量传递的结果

能量传递的结果主要体现在两方面，即能量使用过程中所起的作用以及能量传递的最终去向。例如，以生产为例，能量在使用过程中的作用主要是用于物料并最终成为产品的一部分;或用于某一过程，包括工艺过程、运输过程和动力过程，并成为过程的推动力，使过程能够进行、生产得以实现。能量传递的最终去向通常转移到产品，或散失于环境，包括直接损失和用于过程后再进入环境这两种情况。

8.能量传递的实质

能量传递的实质实际上就是能量利用的实质。如果把产品的使用也包括在内，能量的最终去向只能是唯一的，即最终进入环境，也就是，能量的利用是通过能量的传递，使能量由能源最终进入环境。其结果是能量被利用了，能源被消耗了。作为能量而言，它是守恒的，不会消失;故就能量利用的本质而言，人类利用的不是能量的数量而是能量的质量(品质、品位)，即能的质量急剧降低，直至进入环境，最终成为废能。