外行学空分（1）一一热量热能，冷量冷能，热量平衡和冷量平衡

Yb2021

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- x( C3 r1 @- J    热量和热能及热量平衡是热力学第一定律和热力学第二定律的基础内容，要深刻理解热量和热量平衡及热能的概念，必须掌握以下的几个基本概念，一是布朗运动，二是绝对零度和相对零度（环境温度），三是绝对焓与相对焓。四是功和有效能，五是状态参数和过程量。
    热力学本质上是分子层面宏观的物理规律。它不涉及分子以下的层次，所以不存在什么物理有效能和化学有效能之区分！什么是布朗运动？分子的无序随机运动即是所谓的布朗运动，这里的重点一是分子，二是无序随机。分子层次以上或以下（如固体颗粒，原子，电子）的运动就不属于布朗运动了。分子有序的运动也不属于布朗运动。在绝对零度时，布朗运动完全停止了，分子处于静止不动的状态！其实所谓的绝对零度就是这样规定的，它既无法证明也不需要证明，所以它又是热力学四大定律（公理）之一。而热力学就是建立在四大公理（定律）基础上的逻辑体系。何谓温度？温度是分子布朗运动激烈程度的标征。布朗运动越激烈，物系的温度越高。物系的温度越高，物系的内能越大！
   从以上的描述可知，温度在绝对零度以上的物系，其内能总是大于零，热量则是一个过程量，物系两个状态之间内能的差值（即所谓的焓差）就是热量，冷量在那里？如果冷量都不存在，冷量平衡又从何而来？这就不能不对热力学中的一个极端重要的概念进行论述，这就是所谓的环境状态。
8 z9 s: b, i7 L# X1 a$ \6 {9 g0 C( C    环境状态是热力学中极为重要的一个概念，没有对环境状态为清晣描述，所谓的冷量，冷能都成了无源之水，无根之木！
8 p; v! A0 X/ ~- q   我们所处的环境其实是千变万化的，但可以有一个基本的描述，温度在正负50度之间（223K-323K），压力0.5bar-1bar，海拨越高大气压越低！环境中充满了大气，大气的组成是氮78.4%，氧20.7%，氩0.9%，及少量的其它成分（干空气）！这个环境状态就规定了深冷空分过程中的三个基点，一是热量冷量热能冷能的基点，二是压力能的基点，三是最小分离功的基点。