5.做功性

利用能量來做功，是利用能量的基本手段和主要目的。這里所說的功是廣義功，但通常主要是針對機(jī)械功而言的。各種能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的本領(lǐng)是不一樣的，轉(zhuǎn)換程度也不相同。通常按轉(zhuǎn)換程度，可以把能分為無限制轉(zhuǎn)換(全部轉(zhuǎn)換)能、有限制轉(zhuǎn)換(部分轉(zhuǎn)換)能和不轉(zhuǎn)換(廢)能，又分別稱為高質(zhì)能、低質(zhì)能和廢能，顯然這一分類也是以轉(zhuǎn)換為功的程度來衡量的。能的做功性，通常也以能級∈來表示，即

6.貶值性

根據(jù)熱力學(xué)第二定律，能量不僅有量的多少，還有質(zhì)的高低之分。能量在傳遞與轉(zhuǎn)換等過程中，由于多種不可逆因素的存在，總伴隨著能量的損失，表現(xiàn)為能量質(zhì)量和品質(zhì)的降低，即做功能力的下降，直至達(dá)到與環(huán)境狀態(tài)平衡而失去做功本領(lǐng)，成為廢能，這就是能量質(zhì)量貶值。例如，最常見的溫差傳熱與有摩擦做功，就是兩個(gè)類型的不可逆過程，在這兩個(gè)不可逆過程中，能量都會貶值。能量的貶值性，即能的質(zhì)量損失(或稱內(nèi)部損失、不可逆損失)，其貶值程度可用參與能量交換的所有物體熵的變化(熵增)來反映，即能的貶值E0可表示為

三、能量轉(zhuǎn)換

能量轉(zhuǎn)換是能量最重要的屬性，也是能量利用中的最重要環(huán)節(jié)。人們通常所說的能量轉(zhuǎn)換是指能量形態(tài)上的轉(zhuǎn)換，如燃料的化學(xué)能通過燃燒轉(zhuǎn)換成熱能，熱能通過熱機(jī)再轉(zhuǎn)換成機(jī)械能等。然而廣義地說，能量轉(zhuǎn)換還應(yīng)當(dāng)包括以下兩項(xiàng)內(nèi)容：

(1)能量在空間上的轉(zhuǎn)移，即能量的傳輸。

(2)能量在時(shí)間上的轉(zhuǎn)移，即能量的儲存。

任何能量轉(zhuǎn)換過程都必須遵守自然界的普遍規(guī)律——能量守恒定律，即

輸入能量-輸出能量=儲存能量的變化

在國民經(jīng)濟(jì)和日常生活中用得最多、最普遍的能量形式是熱能、機(jī)械能和電能。它們都可以由其他形態(tài)的能量轉(zhuǎn)換而來，它們之間也可以互相轉(zhuǎn)換。顯然，任何能量轉(zhuǎn)換過程都需要一定的轉(zhuǎn)換條件，并在一定的設(shè)備或系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。表1-2給出了能量轉(zhuǎn)換過程及實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換所需的設(shè)備或系統(tǒng)。不同能源與熱能的轉(zhuǎn)換及利用情況如圖1-1所示。

四、能量傳遞

能量利用是通過能量傳遞來實(shí)現(xiàn)的，故能量利用過程通常也是能量傳遞的過程。

1.能量傳遞的條件

能量傳遞是有條件的，其傳遞的推動(dòng)力是所謂“勢差”。例如，傳熱要有溫差、導(dǎo)電要有電位差、流動(dòng)要有壓差或勢差、擴(kuò)散要有濃度差、化學(xué)反應(yīng)要有化學(xué)勢差等。

2.能量傳遞的規(guī)律

能量傳遞遵循一定的規(guī)律，即能量傳遞的速率正比于傳遞的動(dòng)力而反比于傳遞的阻力，由此有

3.能量傳遞的形式

能量傳遞包括轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)換兩種形式。轉(zhuǎn)移是某種形態(tài)的能，從一地到另一地，從一物到另一物;轉(zhuǎn)換則是由一種形態(tài)變?yōu)榱硪恍螒B(tài)。這兩種形式往往是一起或交替存在共同完成能量傳遞。

4.能量傳遞的途徑

能量傳遞的途徑基本有兩條：由物質(zhì)交換和質(zhì)量遷移而攜帶的能量稱為攜帶能，在體系邊界面上的能量交換稱為交換能。對開口系這兩種途徑同時(shí)存在，對封閉系則主要靠交換。

5.能量傳遞的方法

在體系邊界面上的能量交換，通常主要以兩種方法進(jìn)行：傳熱，由溫差引起的能量交換，這是能量傳遞的微觀形式;做功，由非溫差引起的能量交換，這是能量傳遞的宏觀形式。

6.能量傳遞的方式

通過能量交換而實(shí)現(xiàn)的能量傳遞，即傳熱和做功。傳熱的三種基本方式是熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射;做功(這里指機(jī)械功)的三種基本方式是容積功、轉(zhuǎn)動(dòng)軸功和流動(dòng)功(推動(dòng)功)。

7.能量傳遞的結(jié)果

能量傳遞的結(jié)果主要體現(xiàn)在兩方面，即能量使用過程中所起的作用以及能量傳遞的最終去向。例如，以生產(chǎn)為例，能量在使用過程中的作用主要是用于物料并最終成為產(chǎn)品的一部分;或用于某一過程，包括工藝過程、運(yùn)輸過程和動(dòng)力過程，并成為過程的推動(dòng)力，使過程能夠進(jìn)行、生產(chǎn)得以實(shí)現(xiàn)。能量傳遞的最終去向通常轉(zhuǎn)移到產(chǎn)品，或散失于環(huán)境，包括直接損失和用于過程后再進(jìn)入環(huán)境這兩種情況。

8.能量傳遞的實(shí)質(zhì)

能量傳遞的實(shí)質(zhì)實(shí)際上就是能量利用的實(shí)質(zhì)。如果把產(chǎn)品的使用也包括在內(nèi)，能量的最終去向只能是唯一的，即最終進(jìn)入環(huán)境，也就是，能量的利用是通過能量的傳遞，使能量由能源最終進(jìn)入環(huán)境。其結(jié)果是能量被利用了，能源被消耗了。作為能量而言，它是守恒的，不會消失;故就能量利用的本質(zhì)而言，人類利用的不是能量的數(shù)量而是能量的質(zhì)量(品質(zhì)、品位)，即能的質(zhì)量急劇降低，直至進(jìn)入環(huán)境，最終成為廢能。