问题补充: 0摄氏度水和0摄氏度冰谁的内能大为什么,基本方程
相同的质量的0摄氏水和0摄氏度冰比较内能,水的内能大。
相同温度的水和冰比内能,首先得确定是在质量相同的情况下比较,否则没有可比性。
水和冰都是由水分子组成的,而水和冰的内能表现在分子的动能和势能上;分子的动能由温度决定,度都是0℃则两者动能相同,而在势能方面当两者温度相同质量相同时冰的体积要比水大,那么在微观上表现为冰内部的水分子之间的距离要远知大于水中的水分子,因而冰的势能道要小于水的势能(两分子之间的距离越近时势能越大);综合两方面可知水的内能要大。水多出的能量以分子势能的形式存在。
1、做功可以改变物体专的内能,如钻木取火,当外力对物体做正功时,物体内能增大,反之亦反。
2、热传递可以改变物体的内能。如放置属冰块使物体降温,热传递的三种形式:热传导,热对流以及热辐射,热传递的条件是物体间必须有温度差。
参考资料来源:百度百科-内能
在可渗透介质中多相液流和热流动的基本方程都可以用式(3.1)来表示,对多相液体流动而言即为质量守恒方程,而对于热流动而言即体现为能量守恒方程(Pruess K.et al.,1991,1999;Battistelli A.,1997;Pruess K.,2004)。
高放废物深地质处置中的溶质运移研究
其中:“1”为积累项,表示任意单元n中质量/热量的积累;“2”为对流项(溶质)或传导-对流项(热能),给出了通过单元n表面的质量/热量的流动;“3”为源汇项,说明了质量/热量的源/汇。
式中:Vn、Γn分别为流动系统中任意单元n的体积和封闭边界;κ为κ=1,2,…,NK标识系统中物质组分(如水、空气、溶质等),κ=Nk+1 标识热“组分”为n→为dΓn的法向方向矢量;q(κ)为单位体积的源或汇的体积流率。
高放废物深地质处置中的溶质运移研究
式中:θ为孔隙;β为流动相数(如液体、气体等);Sβ为β相的饱和度(即由β相所占的空隙体积与总的空隙体积之比);ρβ为β相的密度; 为组分κ在β相中的质量与其总质量之比(质量分数)。
高放废物深地质处置中的溶质运移研究
式中:ρR、CR分别为岩石的颗粒密度和比热;T为温度;uβ为β相中比内能。
高放废物深地质处置中的溶质运移研究
各相内的质量通量 可由多相流形式的达西定律给出(Pruess K.et al.,1991,1999,2004):
高放废物深地质处置中的溶质运移研究
式中: 为β相(气相、液相)的达西流速;k为绝对渗透系数;krβ为β相的相对渗透系数;μβ为β相的动力黏滞系数;Pβ为β相中流动压力,它是气相压力P 与毛细压力Pcap之和,即Pβ=P+Pcap。
此外,扩散和水动力弥散也会导致溶质的运移(de Marsily,1986),其弥散通量
高放废物深地质处置中的溶质运移研究
式中: 为弥散系数张量。
高放废物深地质处置中的溶质运移研究
式中:λ为热导系数;hβ为β相中的比焓。
在该程序中将活跃的系统组分(水、NaCl、NCG)考虑为三相混合物,而固体盐(solid salt)是唯一活跃的矿物相,NK=3;k=1,2,3,4 分别标识水、NaCl、不可压缩气体(NCG)和热组分。
应用高斯散度定理,可将方程(3.1)转化为下列形式的偏微分方程(Battistelli A.,1997;Pruess K.,2004):
高放废物深地质处置中的溶质运移研究
式(3.8)通常是推导有限差分或有限单元离散方法的基本方程。
但在EOS1 程序中,是直接对积分形式的基本守恒方程(3.1)进行空间离散的,并没有利用式(3.8),即采用积分有限差分法(integral finite
differences,IFD)。该方法最早是Edwards(1972)将其应用到流体流动和热传递问题。由于积分有限差分法对研究区域可以采用不规则单元网格进行离散化,这对多区域的非均质介质中的流动、迁移和流体-介质之间的相互作用是非常适合的。时间离散则采用全隐式的一阶向后有限差分(first-order backward finite
difference)。离散化后的强耦合非线性代数方程组,利用Newton-Raphson迭代同时求解。在模拟计算的过程中,时间步长可以根据迭代过程的收敛速度自动调节(Battistelli A.,1997;Pruess K.,1999)。
如前所述,不管流体的项数与所呈现的组分性质,多相流体和热流动都具有相同的数学形式,因此EOS1 的模式结构如图3.3 所示(Pruess K.et al.,1999),它可以很好地处理大幅变化的多组分、多相流系统。
图3.3 EOS1程序模式结构