第七章 物质平衡理论
物质平衡法
(1 )油气藏作为一口扩大井在供水区中生产;
(2 )油气藏连续的地层压力降可用压力梯级来表示。
水侵量计算采用的表达式包括稳定流法和非稳定流法两类。就其天然水侵的几何形状,又可分为直线流、平面 径向流和半球形流三种方式(如图1所示)。
一、稳定流法
1.
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物实际油藏的简化
02 基本假定 04 应用
物质平衡法，是指在油气藏体积一定的条件下，油气藏内石油、天然气和水的体积变化代数和始终为零。即 是说，在油气藏中，任一时间的油气水剩余量+累计采出量=原始地质储量，PV/T关系始终保持平衡。
基本原理
将油藏看成体积不变的容器。油藏开发某一时刻，采出的流体量加上地下剩余的储存量，等于流体的原始储 量。这里所研究的是流体间的体积平衡，所以也可以说，对于任何一种驱动类型的油藏，在开发过程的任意时刻， 油、自由气和水这三者体积变化的代数和为0。
基本假定
对于一个统一水动力学系统的油藏，在建立物质平衡方程式时，应当遵循下列基本假定： 1）油藏的储层物性和流体物性是均质的，各向同性的； 2）相同时间内油藏各点的地层压力都处于平衡状态，并是相等和一致的； 3）在整个开发过程中，油藏保持热动力学平衡，即地层温度保持为常数； 4）不考虑油藏内毛管力和重力的影响； 5）油藏各部位的采出量保持均衡，且不考虑可能发生的储层压实作用。
应用
天然水侵量的计算。
图1很多油藏的边界常局部或全部地受含水层包围,这些含水层称为供水区,而水侵量的变化情况又与供水区 的供给能力有关,天然水侵量的大小主要取决于供水区域的大小、水域的几何形状、油水粘度比、供水区中岩石和 水的压缩性、水区与油区的连通性以及两者的压差大小。水侵量的计算与物质平衡方程无关,它满足自己独立的渗 流方程。反过来讲,只有在确定了水侵规律以后,才能应用物质平衡方程解决问题。所以,物质平衡方程式和水侵 量计算是两个必须同时考虑的问题。
环境经济学复习资料
第一章导论1.P6 第一章第二节2.1972年联合国首届人类环境会议，斯德哥尔摩3.1987年世界环境与发展委员会《我们共同的未来》正式提出可持续发展。
4.代表作：1962年，美国生物学家卡逊《寂静的春天》；1960年，科斯，“社会成本问题”；1966年，鲍尔丁提出“太空船地球经济学”；1970年，美国联邦环保局成立。
5.环境与自然资源经济学的主要研究领域：环境与经济的相互作用关系、环境价值评估及其作用、管理环境的经济手段、环境保护与可持续发展、国际环境问题。
6.第一章专栏：1950年，挪威考古学家海耶达尔出版了《阿库—阿库》一书。
（复活节岛之谜）克鲁蒂拉和克尼斯是环境与自然资源经济学的奠基人。
克鲁蒂拉侧重于公共投资的环境影响和自然资源价值的评估，代表作《自然资源保护的再思考》；克尼斯侧重于污染物环境影响评价与环境管理研究，代表作《区域水质管理的经济学》。
7.P17 第一章第六节第二章微观经济学基础8.需求：指消费者在某一特定时期内，在每一价格水平上愿意并且能够购买的商品量。
9.供给：指生产者在某一特定时期内，在每一个价格水平上愿意并且能够供应的商品量。
10.右图图2-111.支付意愿：是指消费者对一定数量的某种商品愿意付出的最高价格或成本。
12.消费者剩余：就是消费者愿意为某一商品支付的货币量与消费者在购买该商品时实际支付的货币量之间的差额。
13.P29-32 第二章第四、五节通过加总消费者的需求曲线就可以得到市场需求曲线。
14.市场失灵：在理想市场状态下，个体利益最大化能够导致资源的有效配置。
当上述条件不能满足时，就会出现资源配置的扭曲，即市场失灵。
15.微观经济学认为，导致市场失灵的主要原因有4个：⑴存在能影响商品价格的市场势力；⑵外部性；⑶公共物品；⑷不完全信息。
16.导致市场失灵最主要的原因是环境和自然资源的外部性和公共物品性。
17.要使政府干预有效，需要两个条件：⑴政府干预的效果必须好于市场机制的效果；⑵政府干预得到的收益必须大于政府实施干预花费的成本。
物质平衡的实质及要点
A subsidiary of XenoBiotic Laboratories, Inc.
物质平衡的实质及要点
顾哲明博士
南京美新诺医药科技有限公司 2014. 6. 28.
（给药部位）
药物、制剂 吸收
（靶器官等全身组织）
分 布
（血浆）
血浆蛋白结合
代 谢
（肝细胞等生物转化部位）
然而，几乎没有放射性排泄实验得到100%回收率。提出过许多接受或不接受标准但均缺乏有 根据的理由。…… 总体来说，大鼠的平均回收率高于高于狗，狗高于人。当循环系统总放射 性的半衰期长于50小时，回收率较低。…… 总体上，大鼠、狗和人的放射性回收率通常分别 大于或等于90%、85%和80%。
Since several technical limitations can underlie a lack of mass balance and since mass balance data are not sensitive indicators of the potential for toxicity arising via tissue sequestration, absolute recovery in humans should not be used as a major decision criteria as to whether a radiolabeled study has met its objectives. Instead, the study should be seen as an integral part of drug development answering four principal questions: 由于一些技术限制，更因为物质平衡不能明确指示组织残留导致的毒性，绝对 回收率不应作为判断人体放射性实验达标的主要决定性标准。作为药物开发整体 的一部分，该实验需要回答以下四个问题:
物质平衡原理的应用教案
物质平衡原理的应用教案一、引言在化学领域，物质平衡原理是一个基本的理论原理。
它描述了在封闭系统中物质的生产、转化和消耗过程中，总质量保持不变的现象。
物质平衡原理在工程和实验室实践中有着广泛的应用。
本教案将介绍物质平衡原理的基本概念和应用，并提供学生进行实践操作的机会。
二、目标通过本课程的学习，学生将能够： 1. 理解物质平衡原理的基本概念和原则； 2. 掌握应用物质平衡原理解决化学反应和物质转化问题的方法； 3. 进行实验操作，通过观察和记录数据来验证物质平衡原理。
三、课程内容3.1 物质平衡原理的基本概念1.物质平衡原理的定义：总质量在封闭系统中保持不变；2.物质平衡方程的表示方法；3.扩展：质量守恒定律在其他科学领域中的应用。
3.2 应用物质平衡原理解决化学反应问题1.定量计算：根据反应物和生成物的摩尔比例，计算反应物的量、生成物的量等；2.过量和缺量反应物的处理；3.氧化还原反应中的物质平衡问题；4.扩展：物质平衡在工业生产中的应用案例。
3.3 实验操作实践1.实验目的：通过实验验证物质平衡原理；2.实验装置和材料的准备；3.实验步骤和记录数据；4.实验结果的分析和讨论。
四、教学方法1.授课讲解：通过讲解物质平衡原理的概念和应用，引导学生理解相关知识；2.课堂演示：通过演示化学反应等实验现象，帮助学生更好地理解物质平衡原理；3.实验操作：通过实验操作实践，培养学生观察和记录数据的能力；4.讨论和练习：通过课堂讨论和解答问题的练习，巩固学生对物质平衡原理的理解和应用。
五、评估方法1.参与度评估：通过学生在课堂讨论和实验操作中的积极参与情况进行评估；2.实验报告评估：根据学生完成的实验报告进行评估，包括实验步骤的描述、数据记录和结果分析；3.测验评估：通过课后作业或小测验，检验学生对物质平衡原理的理解和应用能力。
六、教学资源1.教材：化学教科书相关章节；2.实验室设备和药品：根据实验内容准备所需设备和药品；3.幻灯片：用于授课演示和学生讨论的幻灯片。
物质平衡原理
物质平衡原理
物质平衡原理是化学反应和物质转化过程中的基本原理之一。
根据物质平衡原理，任何化学反应或物质转化过程中，参与反应的各种物质的质量和量之间存在着一定的关系。
在化学反应中，原料物质转化为产物物质，反应物质的质量可以通过热量变化、反应速率或其他测定方法来进行监测和测量。
在理想情况下，化学反应中的物质转化是完全的，即反应物质被完全转化为产物物质，反应前后物质总量的守恒成立。
物质平衡原理可用于化学反应方程式的配平。
在配平一个化学方程式时，必须保证方程式两边的原子数、电荷数和质量数相等，以满足物质平衡原理。
通过调整系数，使得反应物和产物原子数相等，可以完成方程式的配平。
此外，物质平衡原理也适用于其他物质转化过程，如溶液的配制、化学分离和纯化等。
在这些过程中，控制物质的质量和量非常重要，需要遵循物质平衡原理，确保反应物和产物之间的质量和量的平衡。
总之，物质平衡原理是化学反应和物质转化过程中必须遵循的基本原理。
通过确保反应物和产物质量和量的平衡，可以实现化学反应的有效进行，进而推动科学和工业的发展。
物质平衡理论
-资本收益
率-环境管理框治理废弃物的价格
-工
-资环境服务的需求
K价-资格本积累框的利润
E -环境管理框的利润 p -生产框的利润
Z -排入环境的废弃物
NS总-消量费者的储蓄
最终得出NS=pkGI – pKD - qZP - qZH- qZE =pk(GI - D)qZ=pkNI-qZ 这就是储蓄-投资恒等式,即净储蓄等于投资减去利用环 境处理废弃物的费用.因此,通过引入价格参数,实现了 由物质平衡向价值平衡的转变.
第二节 物质平衡与一般均衡模型
• 瓦尔拉——卡塞尔模型 • 通过推论得出：来自环境的物质流减去连续再
循环的产品，等于来自中间产品部的污染物质 流加上最终消费产出的污染物质流。这一结论 表达了图2显示的思想。
第三节 环境管理模型
一.基本模型(物质平衡) 反映物质平衡模型的框图结构
原材料M
废弃物Ip
环 境
废弃物IE
EP IP
消费品C
生产
废弃物RH
治废 理弃 投物 入
劳动力LH1
GI K D
消
资本积累
费
劳动力LH2 废弃物EH
废弃物ZH
环境服务Y
共5个方框 生产框
消费框
资本积累框
环境管理框
环境框
对生产框有:M+RH+D=C+GI+IP +ZP +EP 对消费框有:C=RH+ ZH + EH 对环境管理框有:IP + EP + EH= ZE 合并以上式子,得出:M + D=GI+IP +IE+IH
第四章
物质平衡理论
第一节 物质平衡的概念模型
化学反应的物质平衡和能量平衡
化学反应的物质平衡和能量平衡化学反应的物质平衡，通常是指在一个封闭系统中，反应物与生成物之间的摩尔比例关系。
这个平衡关系可以通过化学方程式来表示，平衡常数Kc是一个重要的物理量，用来描述反应物与生成物浓度之间的比例关系。
在物质平衡中，我们关注的是反应物与生成物的摩尔比是否符合化学方程式中的系数比。
能量平衡是指在一个化学反应中，反应物和生成物之间的能量变化关系。
这个能量变化可以通过反应热（ΔH）来描述，反应热可以是放热（负值）也可以是吸热（正值）。
能量平衡的原理表明，在一个封闭系统中，反应物的总能量等于生成物的总能量，反应过程中放出的热量等于吸收的热量。
在化学反应的物质平衡和能量平衡中，我们需要考虑以下几个方面：1.化学反应的摩尔比：根据化学方程式，反应物与生成物之间的摩尔比关系，这是物质平衡的基础。
2.平衡常数Kc：用来描述反应物与生成物浓度之间的比例关系，Kc的值可以通过实验测定，也可以通过反应物和生成物的标准生成焓来计算。
3.反应热ΔH：描述反应物和生成物之间能量变化的物理量，ΔH的值可以通过实验测定，也可以通过反应物和生成物的标准生成焓来计算。
4.能量守恒定律：在一个封闭系统中，反应物的总能量等于生成物的总能量，反应过程中放出的热量等于吸收的热量。
5.熵变ΔS：描述在化学反应中，系统的混乱程度变化的物理量。
熵变可以是正值也可以是负值，熵增意味着系统的混乱程度增加，熵减意味着系统的混乱程度减少。
在学习和研究化学反应的物质平衡和能量平衡时，我们需要掌握以上知识点，并能够运用这些知识点解决实际问题。
习题及方法：1.习题：已知反应方程式2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l)，平衡常数Kc =1.8 × 10^(-2)，求在一定温度下，氢气与氧气的摩尔比为2:1时，该反应的浓度商Qc。
解题方法：根据平衡常数Kc的定义，Kc = [H2O]^2 / ([H2]^2 [O2])，将给定的摩尔比2:1代入，设氢气的浓度为2x，氧气的浓度为x，水的浓度为y，则Qc = [y]^2 / ([2x]^2 [x]) = y^2 / (4x3)。
07环境经济学第七章物质平衡理论课件
现实经济中，生产和消费过程都存在积累， 即K>0时，E* = E^+K
• 物质污染物不一定必然排入环境，如果循环利用，污染物就 有可能返回生产过程，成为原材料的一部分，再次被利用。 在这一条件下，图7-1可以变为图7-2。
图7-2 考虑循环利用后环境与经济系统的物质流动关系
生态足迹:综合计量人类的环境影响
脚踏车\公共汽车\小汽车的生态足迹比较
假定住在离工作5公里处的地方
脚踏车的生态足迹为:0.0122公顷/人 公共汽车的生态足迹为:0.03公顷/人 小汽车的生态足迹为:0.14公顷/人
二、发展循环经济的具体模式
企业内部的循环：促进原料和能源的循环利用； 企业之间的循环：组织生态工业链，把不同的经济
资源环境消耗的指标类型
综合性的生态足迹指标：人均生态足迹 资源消耗性的指标：人均水耗、人均能耗、人均 物耗、人均地耗 污染排放性的指标：人均垃圾产出、人均废水排 放、人均废气排放 生态保护性的指标：人均绿地、人均水面积、人 均林地等
生态足迹（Ecological footprint：EF）就是能够持续地提供 资源或消纳废物的、具有生物生产力的地域空间（biologic ally productive areas），其含义就是要维持一个人、地区、 国家或者全球的生存所需要的或者能够只纳人类所排放的 废物的、具有生物生产力的地域面积。
环境管理框：
获得来自生产框和消费框的废弃物EP 和EH，获得 来自生产框的用于环境治理的投入IP和来自消费框 的劳动力LH。
治理后的废弃物ZE排入环境。
环境框：
环境框向生产框提供原材料M。
环境是一种公共物品，它对消费框产生一个服务流 Y。一般来说，这种服务流量将随污染物排放量的 增加而减少，随环境的改善而增加。
普通化学第七章酸碱平衡
HI > HBr > HCl > HF
H2Te > H2Se > H2S > H2O 普通化学
22
酸碱平衡
c) 含氧酸根的稳定性
由共轭酸的概念可知，酸根越稳定，它结合 H+重新 生成共轭酸的趋势就越小，酸的强度就越大。酸根的负 电荷分布得越好，酸根的稳定性就越高。如： 酸强度顺序: HOCl < HClO2
21
酸碱平衡
b) 键的强度
提供质子的能力还决定于 HX 键的强度， HX 键 越弱，H+越容易解离出来。HX键的强弱又决定于X的 半径，X的半径越大，HX键就越弱。如：
HF HCl HBr HI HO HS 键能(kJ· mol-1): 酸强度顺序： 565 431 366 299 463 338
N O 3.44 F 3.98 P 2.19 S 2.58 Cl 3.16
电负性：
3.04
同周期酸强度变化顺序：
NH3 < H2O < HF NH3 < PH3 H2O < H2S PH3 < H2S < HCl HF < HCl
但是对同族而言，酸强度变化顺序：
说明除电负性之外，还有其它影响因素。 普通化学
C M OH C [OH ] 2
-
2 M OH
4K w
普通化学
15
酸碱平衡
§4 酸碱在水溶液中的相对强度
酸或碱的强度是指它们给出质子或接受质子的能力 大小，这种能力越大，则酸或碱的强度越强。
酸或碱的强度不仅仅决定于酸碱本身给出质子或接 受质子的能力，同时也决定于溶剂接受或给出质子的能 力。因此，酸碱强度的比较必须选定同一种溶剂，最常 用的溶剂是水。 强酸和强碱在水溶液中完全电离，但只是少数；大 多数是弱酸和弱碱，它们只能在水溶液中部分电离，并 建立电离平衡。换句话说，酸碱平衡研酸碱平衡
物质平衡法课件
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10
情况2:束缚水、岩石的弹性膨胀体积
束缚水弹性膨胀体积
含油区束缚水的弹性膨胀体积时 气顶中束缚水的弹性膨胀体积时
Cw=△Vw / Vw △P
△Vw = =m (NBoi/Soi) SwiCw △P
△Vw =Cw Vw △P
Vw=(NBoi/Soi) Swi
△Vw = (NBoi/Soi) SwiCw △P
m=GBgi/NBoi
m=Vgi/NBoi Vgi = m NBoi
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7
等式右侧,开发 后某一时刻t
情况1
情况2
气顶区、含油区弹性 膨胀体积
岩石、束缚水的弹 性膨胀体积
确定Vop 确定Vgp 确定Vwp
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8
地层原油体积 Vop=目前剩余油体积* 地层原油体积系数
Vop =(N-Np)Bo
3 累积平衡
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2
研究现状:
物质平衡方程是在1936年由Schilthuis利用物质守恒原理 建立的，经过若干年的发展后，现已比较完善。尤其是在引入了 水侵 方程后，可以将其用于水驱气藏，进行动态预测。
应用:
1.确定,核实地质储量
2 .判断驱动机理
3.测算天然水侵量
4.预测压力变化
5.研究剩余油分布
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3
物质平衡通式是按体积平衡进行计算的，可以根据三 种不同方法进行推导:
1 把油藏看成是一个体积不变的容器，开发前油藏 中液体与气体的总体积，等于开发之后任意时刻的 采出体积与地下剩余体积之和。
2 在原始状况下，油藏内所含流体体积之和，等于 开发过程中任意时刻油藏内所含流体的体积之和。
第七章-物质平衡理论
第二节 物质平衡与一般均衡模型
物质平衡与投入产出 一般均衡模型通过数学的分析方法
和手段，研究整个经济系统的要素和 服务投入与产品产出之间的关系。
2.1投入与产出
传统经济学中的投入和产出:
投入是生产某种产品过程中所必须的生产消耗： 最初投入是各种生产要素的投入，包括劳动者报酬、生
产税净额、固定资产折旧等； 中间投入是生产过程中消耗的物质和服务，包括原材料、
NS=pKGI-pKD-qZP-qZH-qZE =pK（GI-D）-qZ =pKNI-qZ
净储蓄NS等于净投资减去利用环境处理废弃物
的费用;
通过引入价格参数，实现了由物质平衡向价值 平衡的转变;
环境治理和环境质量之间的关系
Y0-Y=F（Z，E） Y0 ——初始环境质量； Z ——废弃物排放质量； E ——治理量。
积极意义
第一、传统经济学中，人类经济活动的几 个重要过程（特别是废弃物处理）基本上 没有涉及。它的提出，至少可以把原来失 落的过程可以用一种明确的形式进行分析， 为这种分析提供了一个基本框架；
第二、明确了人类的经济活动，并不是独 立于自然生态系统的，而是与自然生态系 统有着紧密的联系，并受到这一联系结构 的制约的事实。
把R分为资源Rz和服务Rs两部分 ：
R (r1z，r2z，，rlz，r1s，r2s，，rps ) （Rz , Rs）
l pm
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
经济系统物质流动的平衡分析
1)从环境流向其他各部门的物质等于生产投入 的所有原材料：
2)流入和流出最终部门的物质必须是平衡的：
3)流入和流出中间产品部门的物质是平衡的：
从经济学角度看，自然资源是一种多功能的资产， 为人类提供多种服务：
物质平衡理论教学课件
物料需求计划制定
需求预测
物料需求计划制定的首要任务是进行需求预测。这涉及到分析历史数据、市场趋势、客户 需求等因素，以预测未来一段时间内的物料需求量。
计划制定与执行
基于需求预测结果，制定物料需求计划。该计划应明确物料的种类、数量、供应时间等关 键信息。在执行过程中，需要密切关注实际需求与计划之间的差异，及时调整以确保物质 平衡。
。
库存周转率
监测库存周转率，以评估库存物品流 转速度，及时发现问题并采取相应措 施。
库存数据分析
定期对库存数据进行深入分析，发现 库存变化的规律和趋势，为采购和生 产决策提供支持。
采购管理
供应商选择
根据采购需求，选择合适 的供应商，确保采购物料 的质量、价格和交货期符 合要求。
采购计划
制定详细的采购计划，明 确采购物料、数量、时间 和预算，避免盲目采购和 浪费。
实验步骤
实验注意事项
1）了解产品需求和库存成本；2）制定采 购策略；3）制定销售策略；4）库存管理 ；5）结果分析。
学生需要综合考虑需求和成本因素，避免 库存积压和缺货现象，合理控制库存水平 。
实验三：物质平衡优化实验
• 实验目标：通过本实验，学生应能综合运用物质平衡计算和库存管理知识，对 化工流程进行优化，提高资源利用效率。
THANKS
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绿色供应链与物质平衡
绿色采购：在供应链管理中引入物质平衡理念， 01 优先选择环保、低碳、可再生的原材料和产品，
推动绿色采购。
生态设计：运用物质平衡分析方法，指导产品生 02 态设计，降低环境影响，打造绿色、环保的产品
。
通过以上内容的学习与实践，我们可以更好地运 03 用物质平衡理论，为环境保护和资源节约作出贡
物质平衡
第八章点火设备
点火工作过程： 1、形成稳定的点火核心
2、通过联焰管传燃
对点火设备的要求
1、在地面和飞行升高限度之内的各种高 度启动发动机时都能可靠的点着燃烧室
2、点火设备严重积碳时点火系统还能正 常工作。
3、点火系统的工作应与燃料系统和机组 启动系统的工作协调一致，且能够完全 自动化。
R 8316.34 M
I g co2 Ico2 so2 I so2 H 2o I H 2o o2 Io2 N 2 I N 2
ig
Ig M
三、燃烧过程的热平 衡计算
广义焓：
i'p
i
0 p
T
CpdT
T0
燃烧过程总焓变化关系：
燃料发热量：同一温度下反应物与燃烧产 物之间的广义焓差定义为燃料发热量
第七章 气体燃料的燃烧
➢根据发热量将气体燃料分为三类： ➢1、发热量大于15.07MJ/m3的高热值燃料 ➢2、发热量介于6.28~15.07MJ/m3的中热值 燃料 ➢3、发热量小于6.28MJ/m3的低热值燃料
一、气体燃料燃烧特点
1、化学反应速率较高 2、可燃范围窄，混合过程组织不当容易
出现燃烧不稳定现象。 3、气体燃料燃烧区温度较低
.
.
m f [(1 L0 )i3* 1 L0i3*a ] ma i3*a
H
* 3
等温燃烧焓差
一般形式： H (1 L0 )i 1 L0ia
等温燃烧焓差仅与温度有关，与α无关
同样，对于T0温度的燃气总焓：
.
.
.
.
(m f ma )i0* ma i0* m f H 0
H 0 (1 L0 )i0 1 L0i0a
热力学中的物质平衡与反应平衡
热力学中的物质平衡与反应平衡在日常生活中，我们经常会遇到各种物质反应和相变现象。
例如水烧开后变成蒸气，糖和水混合后形成糖水等等。
这些现象背后的原理就是热力学中的物质平衡和反应平衡。
本文将针对这两个概念进行探讨。
一、物质平衡在一个封闭的系统中，物质的总量是不会变化的。
物质平衡就是指在这个封闭系统内，物质的摩尔分数在变化后仍然能够达到一个平衡状态。
物质平衡的实例举不胜举，例如水和气体的平衡、醋和水的平衡以及二氧化碳和碳酸钙平衡等等。
物质平衡的等式可由吉布斯自由能（Ω）的定义来推导。
吉布斯自由能表示的是在一个封闭系统中，除了温度和压力外其他控制参数在不变化的前提下，当一个化学体系达到热力学平衡时，可以释放出的最大自由能。
对于一个确定摩尔占有量的物质混合物，吉布斯自由能可以写成以下形式：Ω = Ωo + RTnln(y)其中Ωo是与纯物质（既不是固体也不是液体）有关的吉布斯自由能，R是理想气体常数，T是绝对温度，n是摩尔占有量，y是物质的摩尔分数。
因此，物质平衡的等式可以表示为以下形式：Ω1 = Ω2其中Ω1和Ω2分别是反应前和反应后的吉布斯自由能值。
二、反应平衡反应平衡是指在一个化学反应中，反应物和产物摩尔占有量的比例达到一个稳定的状态。
反应平衡是经过反向反应和正向反应相互平衡的状态。
对于水的气液平衡反应：H2O（液）⇌ H2O（气）在反应达到平衡时，水蒸气和水液体摩尔占有量的比例是固定的。
反应平衡的稳定性取决于热力学参数，包括温度、压力和摩尔占有量。
反应平衡的稳定性可以通过吉布斯函数ΔG进行描述。
ΔG可以表示为以下形式：ΔG = ΔH - TΔS其中ΔH是反应的焓变，T是反应的温度，ΔS是反应的熵变。
当ΔG小于0时，反应向正向反应方向进行；当ΔG大于0时，反应向反向反应方向进行；当ΔG等于0时，反应达到平衡状态。
需要注意的是，在考虑反应平衡时，我们需要考虑到反应前后的物质平衡。
因为这些平衡是反应平衡的基础，如果在反应过程中物质出现异常的增加或减少，将会对反应平衡产生影响。
热力学中的物质平衡分析
热力学中的物质平衡分析是一个重要的领域，它涉及到各种物质的相互作用和变化。
这个领域的研究对于实际生产和科学研究中的许多问题都有重要的指导和应用作用。
在这篇文章中，我们将深入探讨，从基本概念、计算方法和应用实例三个方面来详细介绍这个领域的研究成果。
一、基本概念物质平衡是指在封闭系统内，各种物质经过物理或化学作用后在系统中的质量不变。
在热力学中，物质平衡是指在一定条件下，系统内各种物质的总量保持不变。
这是一个非常基本和重要的概念，其理论基础和应用价值都非常广泛。
通过物质平衡，我们可以研究和分析各种物质的相互作用和转化规律。
在实际生产和科学研究中，这个概念被广泛应用。
例如，在生产过程中，我们可以通过物质平衡来评估产品的合理性和成本效益；在环境保护和污染治理领域，我们可以通过物质平衡来分析和解决环境污染问题；在能源和材料领域，我们可以通过物质平衡来研究和优化各种复杂的物理和化学过程。
二、计算方法在热力学中，物质平衡的计算方法非常重要。
基本的计算方法是通过质量守恒定律来计算各种物质的平衡状态。
这个计算过程通常较为繁琐，需要对各种物质的输入、输出和转化过程进行详细的分析和计算。
在实际计算过程中，通常采用各种数学模型来简化计算流程。
例如，通过对化学反应方程式进行数学变形，可以得到各种物质的量与浓度之间的关系式。
这样，只需要确定某一种物质的输入或输出量，就可以通过代公式计算其它物质的量和浓度。
这个计算过程通常称为物质平衡计算。
除了基本的物质平衡计算方法，现代热力学研究还发展了许多高级的计算方法，如统计热力学、非平衡态热力学和量子热力学等。
这些计算方法在解决一些特殊的问题和复杂的系统中非常有效，但需要较高的数学和物理基础知识。
三、应用实例物质平衡的应用非常广泛。
在现代工业生产中，物质平衡的计算和分析是一个非常重要的环节。
例如，在化工生产中，物质平衡的计算可以帮助工程师确定生产过程中物料的需求量、生产计划、质量保证等方面的问题。
物质的平衡原理和应用
物质的平衡原理和应用1. 引言物质的平衡原理是化学和物理学中重要的概念之一。
它涉及到物质在化学反应和物理变化中的转化及其数量的守恒。
本文将介绍物质的平衡原理的基本概念和应用。
2. 物质的平衡原理物质的平衡原理是指在封闭系统中，物质的总质量在化学反应或物理变化中保持不变的基本原理。
它基于质量守恒定律，即质量既不会被创造也不会被毁灭，只会通过化学反应或物理变化转化形式。
2.1 化学反应中的物质平衡化学反应是物质转化的过程。
在化学反应中，反应物经历一系列的转化和重组，形成产物。
根据物质的平衡原理，反应物的质量必须等于产物的质量。
化学方程式是描述化学反应的一种有效工具，它表明了反应物和产物之间的摩尔比例关系。
以下是一个例子，描述了水的电解反应：2H₂O(l) → 2H₂(g) + O₂(g)根据该方程式，2个水分子可以分解成2个氢气和1个氧气分子。
在这个化学反应中，反应物的总质量必须等于产物的总质量。
2.2 物理变化中的物质平衡物理变化是指物质的性质发生改变，但不涉及化学反应。
在物理变化中，物质的组成和质量保持不变。
常见的物理变化包括溶解、融化和沸腾等过程。
2.2.1 溶解溶解是一种物质通过分散到溶剂中的过程。
在溶解中，溶质的质量必须等于溶液的质量。
溶解过程可以通过以下方式描述： - 溶质逐渐分散到溶液中 - 溶质分子与溶剂分子相互作用，形成溶液2.2.2 融化融化是指物质由固态转变为液态的过程。
在融化中，物质的质量保持不变。
融化过程可以通过以下方式描述： - 通过升高温度，物质的分子振动增加 - 当达到融点时，固体开始转变为液体 - 在融化过程中，物质的质量保持不变2.2.3 沸腾沸腾是指物质由液态转变为气态的过程。
在沸腾中，物质的质量保持不变。
沸腾过程可以通过以下方式描述： - 通过升高温度，液体的分子振动增加 - 当达到沸点时，液体开始转变为气体 - 在沸腾过程中，物质的质量保持不变3. 物质平衡的应用物质平衡的原理在化学和物理学的研究和应用中有着广泛的应用。
化学方程式中的物质平衡
化学方程式中的物质平衡随着人类科技的不断进步，人们对于化学领域的研究也在不断深入。
化学方程式作为化学研究的重要工具，对于我们了解反应过程、控制反应条件以及提高反应效率都有着极为重要的意义。
其中，物质平衡是化学方程式中一个重要的概念，本文将会对化学方程式中的物质平衡进行深入的探讨。
一、物质平衡的基本概念在化学反应中，各种物质之间都会发生化学变化，这种变化所涉及的物质之间有一定的数量关系。
化学方程式就是为了描述这种数量关系所编写的一种方法。
一般来说，化学方程式中会涉及到反应物和生成物两类物质。
其中，反应物是指化学反应中作为原料参与反应的物质，而生成物则是指在化学反应中产生的物质。
无论是反应物还是生成物，它们之间都有一定的物质数量关系，这种数量关系就可以通过物质平衡来描述。
所谓物质平衡，就是指在化学反应中反应物和生成物之间的物质量保持不变的现象。
在化学反应中，反应物会与其他化学物质进行反应，从而产生新的物质，这时候就需要保持反应物和生成物之间的物质平衡。
也就是说，化学反应中，反应物与生成物的物质量是相等的。
为了更好地理解物质平衡的概念，我们可以以化学方程式为例进行说明。
例如，下面的化学方程式描述了盐酸和氢氧化钠之间的反应：HCl + NaOH → NaCl + H2O在这个化学方程式中，左边的HCl和NaOH表示反应物，而右边的NaCl和H2O则表示生成物。
在这个反应中，盐酸和氢氧化钠会发生化学变化，从而产生氯化钠和水。
在这个化学反应中，我们可以看到，反应物和生成物之间的物质平衡是非常重要的。
在反应开始之前，盐酸和氢氧化钠的物质量应该是相等的。
当反应开始时，盐酸和氢氧化钠开始发生反应，同时产生氯化钠和水。
在反应过程中，反应物和生成物之间的物质量始终保持相等，换句话说，反应物的物质量和生成物的物质量应该是相等的。
二、如何进行物质平衡的计算在化学反应中，物质平衡通常可以通过化学方程式进行计算。
为了方便进行计算，我们可以首先列出化学反应式，然后根据反应式中反应物和生成物之间的化学式，进行物质量计算。
物质平衡名词解释
物质平衡名词解释
物质平衡：
物质平衡是指物质系统内相对应的物质之间的相对且稳定的平衡状态。
它描述了一种物质的存量和流量相对稳定的状态，即物质的准确流入和流出平衡，物质在它不应有的情况不会出现，以及物质在它应有的情况下会出现。
物质平衡的定义对于理解物质的生物学意义特别重要。
物质平衡模型：
物质平衡模型是指物质在一定的时间内，物质的流入和流出均平衡，并且体现系统物质的总量是以相对稳定值为参照的数学模型。
它可用于来描述不同系统之间物质的流动情况，以及不同系统物质的相对平衡情况。
物质平衡模型是一种抽象表示，可以帮助人们建立更加完整的理解，从而更好地预测物质在不同时间和空间之间的迁移和形成状态。
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物质平衡的名词解释
物质平衡的名词解释物质平衡是化学领域中一个重要的概念，用来描述在封闭系统中物质的转化和分布的过程。
在物质平衡中，各种物质以一定的速率从一个物态转化成另一个物态，但总质量保持不变。
本文将解释物质平衡的意义、关键概念和实例，以及其在不同领域的应用。
一、物质平衡的意义物质平衡的概念来源于质量守恒定律，也被称为质量守恒原理。
质量守恒原理指出，任何封闭系统中的物质在转化过程中的总质量保持不变。
这个概念在化学反应、环境保护、工业生产等领域起到了重要的作用。
物质平衡的研究使得我们可以深入了解物质的转化过程和反应机制。
通过对物质平衡的分析、实验和测量，科研人员可以得到反应速率、产物生成量和原料消耗量等关键信息。
这对于反应工程、催化剂设计以及环境保护等方面有着重要意义。
二、关键概念1. 反应物和生成物在物质平衡中，反应物是指参与反应并被转化的物质，而生成物则是反应过程中形成的新物质。
反应物和生成物之间存在一定的摩尔比。
在进行物质平衡的分析时，需要对反应物和生成物的质量、浓度或摩尔数进行测量和计算。
2. 闭口系统物质平衡通常在封闭系统中进行，也被称为闭口系统。
封闭系统指的是没有物质交换和能量交换的系统，保持其内部的物质总质量不变。
这种系统可以是一个实验室中的反应容器、一个自然界的系统，或者是一个工业生产过程中的装置。
3. 反应速率反应速率指的是反应物转化成生成物的速度。
在物质平衡中，通过测量反应物和生成物的摩尔浓度随时间的变化，可以确定反应速率的大小。
反应速率受到多个因素的影响，如温度、催化剂和物质浓度等。
三、实例解释1. 化学反应物质平衡在化学领域尤为重要。
例如，在燃烧过程中，燃料（反应物）与氧气发生反应，产生二氧化碳和水（生成物）。
通过分析燃料和生成物的质量或摩尔比，可以确定反应的化学计量关系和反应速率。
另一个例子是酸碱中和反应。
在酸碱反应中，酸和碱反应生成盐和水。
通过控制酸和碱的摩尔比，可以实现完全中和，从而得到理想的酸碱平衡状态。
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瓦尔拉-卡塞尔模型的修正
引入两个新部门：
环境部门和最终消费部门
把R分为资源Rz和服务Rs两部分 ：
z 1 z 2 z s 1 s 2 s p z s
R (r ，r ， ，rl ，r ，r ， ，r ) R , R ） （
l pm
经济系统物质流动的平衡分析
1)从环境流向其他各部门的物质等于生产投入 的所有原材料：
净效益为：
NB=qZ-vE-δ（Y0-Y）
环境管理机构的最优政策
NB=qZ-vE-δ（Y0-Y）
令上两式为零，环境管理机构的最优政策为：
排污收费价格：q＝δF1 环境管理部门治理费用：v＝-δF2
环境管理机构应允许污染物倾倒，
直至每多倾倒一单位废弃物所产生 的社会效益与其所需的社会边际成
本相等，同时该机构应治理环境，
2)流入和流出最终部门的物质必须是平衡的：
3)流入和流出中间产品部门的物质是平衡的：
4)流入环境的全部污染物等于中间产品和最 终消费部门流出的污染物
5)来自环境物质流减去连续再循环的产品， 等于来自中间产品部门的污染物流加上最终 消费产出的污染物流 ；
6)来自环境的物质最终将以污染物的形式 回到环境中 。
第七章 物质平衡理论
第五章 物质平衡理论
第一节 物质平衡的概念模型
第二节 一般均衡模型和环境管理模型
第三节 物质平衡理论的应用—循环经济
第一节 物质平衡的概念模型
传统的经济系统模型：仅仅注重市场经
济现象或者商品经济现象，没有考虑资 源、环境与经济之间的相互作用和影响。
商品需求
消费支出 商品供给
E* =
0+K E
如果生产和消费过程中不存在积累，即
K=0时，E* = E0
投入的环境物质最终必然以污染物的形式返回
环境。在这个物质流动过程中，环境物质投入 的唯一功用就是为人类提供服务（虚线箭头）
如果现实经济中，生产和消费过程都
存在积累，
即K>0时，E* = E0+K
表明：在一个足够长的时期，制造出
处理污染物并不能使污染物消失，而只是改
变了污染物存在的形式；所以提高污染物循 环利用水平和采用清洁生产工艺，才是更为 有效的办法，最终解决环境问题。
传统经济学家假定环境不论作为 资源还是作为污染物的倾倒场，只 是一种没有价值的公共物品。这种
认识造成经济活动的两种无效率：
一是与“外部性”相关的无效率 二是与“使用者费用”相关的无效
对 环境管理框有： IP＋EP＋EH=ZE
合并以上式子，得出： M+D＝GI+ZP+ZE+ZH 或者 M-（ZP＋ZE＋ZH）＝GI-D=NI(净投资) 由此得出：
来自环境的物质净流出量等于资本存量的净积累。
价值平衡和最优环境管理对策
把价格引入上述物质平衡模型中，赋
予每一物流因子以真实价格，则在价
中间投入是生产过程中消耗的物质和服务，包括原材料、 半成品、动力、其他辅助材料，及支付劳务部门的各种 费用，如运输邮电费、金融服务费、保险费、广告费 等； 总投入为最初投入与中间投入之和。
产出指各产业部门生产的产品和劳务的数
量及其分配使用的去向； 中间产出即中间产品，与中间投入相对应， 当某种产品被用作中间投入时，它也就是 中间产品； 最终产出即最终产品，是用作最终使用的 产品，包括消费品、投资品和净出口。
式中：R—资源和服务量； V—资源价格； X—总产品或总商品量； P—产品价格； Y—最终需求(最终产品)
2.2瓦尔拉-卡塞尔模型
在n个部门中分配m种资源:
r1= a11 x1 + a12 x2 +…+ a1n xn r2= a21 x1 + a22 x2 +…+ a2n xn
……
r j a jk xk
商品市场
销售收入
家庭
要素收入
厂商
成本支出
要素供给
要素市场
要素需求
广Байду номын сангаас的经济学，则将“人
类和自然之间的物质代谢 的全过程”作为经济学的 分析领域。
物质代谢论 ——物质收支平衡分析方法
1.产生背景：
1960年代后期到1970年代初，战后资本主义国家普 遍面临了深刻的环境公害问题。这种情况下，英国著名 经济学家Robinson，1971年提出传统的经济理论正面临 着“第二次危机” ，问题在于面对深刻的环境污染引 起的公害问题，有必要对传统经济理论框架的有效性提 出新的疑问。对于这一疑问，最早提出的就是物质收支 平衡（Material Balance）分析方法。
态系统的自然系统的联系的角度进行了重新定位，
从经济学角度看，自然资源是一种多功能的资产，
为人类提供多种服务： 1）提供公共物品 3）接受废弃物 2）提供自然资源 4）位置空间
从质量守恒定律的角度看待经济的生
产和消费过程
经济系统中，生产和消费活动就是在进行一系 列的物理反应和化学反应，遵从质量守恒定律。
R = A × X 式中：A ——资源消耗矩阵； aij——j部门单位产品消耗资源i的量
中间产品 + 最终产品 ＝ 商品生产
CX
其中:
+ Y X= BY
=
X
C:列昂惕夫系数矩阵；
1 I:单位矩阵 In
CX:中间产品；
1
B=(I-C)-1，投入产出逆阵，也称列昂惕夫逆矩阵；
Eij：第j个消除污 染部门在消除污 染过程中消耗的 第i部门产品的数 量
Fij：第i个消除 污染部门本身 产生的第i种污 染物的数量 ˉ：第 j个消 dj 除污染部门 产生的固定 资产折旧
yi：生产 xi：生 部门i的 产部门i 最终产出的总产 出 Ri最终需 Qi第i种 求领域产 污染物 生的第i种 的总量 污染物数 量 ˉ：第j个消 vj 除污染部门 的劳动报酬 ˉ：第j个消除 mj 污染部门创造 Sj：第j个消 的社会纯收入 除污染部门 消除污染物 的总消除量
格的调节下，整个物流系统的资源配 置将会是有效率的，避免了“市场失 灵”或是“政策失效”；
通过引入价格参数，可实现由物质平
衡向价值平衡的转变 ；
三部门的利润
生产πp =pC+ pKGI +qHRH +qDD +pEIP -wLH1-pMM-πK-qZP-vEP 资本积累πK =πK-pKD-qDD
2.理论基础：质量守恒定律
三个守恒：
化学反应前后各元素的原子个数守恒 化学反应前后各元素的质量守恒 化学反应前后各物质质量总和守恒
∑M(反应物)=∑M(生成物)
3. 基 本 思 想
物质收支平衡分析法超出了原来经济分析对象，
即市场系统的范围，将人类的经济活动从包括生 独立分析各种物质的流程和收支平衡的结构。
结 论
模型表明，当环境（公共财产）资源
变得稀缺时，与生产消费和环境之间 的作用关系相关的外部性是“普遍存 在”的，且通常表现为非市场的;
原则上，通过引入一些影子价格，市
场影响可以模拟到基本近似的程度。
2.3环境管理模型
模型分析与结论
对生产框有：M＋RH＋D=C＋GI＋IP＋ZP＋EP
对消费框有： C=RH＋ZH＋EH
无论商品是被“生产”还是被“消费”，实际
上只是提供了某些效用、功能和服务。其物质实 体仍然存在，最终或者被重新利用，或者被排入 自然环境中。
考察环境与经济系统的物质流动关系
设E为环境的物质储量，E*为环境对经
济系统的物质投入，E0为经济系统向环
境排放的污染物，K表示经济系统的物
质沉淀（积累），物质平衡模型可表示 为：
环境资源∶状态资源＝空气、水、土壤、空间 产出不仅只考虑生产出的产品和服务，还要考虑生产、
消费过程中不可避免所产生的、最终以各种形式排入环 境的各种废弃物和污染物。
环境污染与治理投入产出表
Xij：第j个部 门消耗的第i部 门产品的数量 Pij：第j部门 产生的第i种 污染物的数量 dj：生产部 门j产生的 固定资产折 vi旧 ：生产部门j 的劳动报酬 mj：第j个部 门创造的社会 纯收入
环境管理πE =vEP+vEH-pEIP-qZE-wLH2
储蓄－投资恒等式
NS+pC+qHRH+qZH+vEH=
w（LH1+LH2）+pMM+∏P+ ∏ K+ ∏ E NS=pKGI-pKD-qZP-qZH-qZE =pK（GI-D）-qZ =pKNI-qZ
净储蓄NS等于净投资减去利用环境处理废弃物 的费用; 通过引入价格参数，实现了由物质平衡向价值 平衡的转变;
来的产品质量，加上生产和消费过程
中产生的污染物的质量，必然大致等
于最初从自然界获取的质量
如果污染物不直接排入环境，而是进行循
环利用，污染物就有可能重新返回生产过
程，成为原材料的一部分，再次被利用。
物质的使用过程，实质是一种能转化
为另一种能的过程，任何能的转化都
不可能是全效的，损耗是必然的；
新物质的投入可以随着能量转换、物
环境治理和环境质量之间的关系
Y0-Y=F（Z，E） Y0 ——初始环境质量； Z ——废弃物排放质量； E ——治理量。 假定废弃物排放会对环境产生负的影响，
而治理会对环境产生正的影响，则：
环境管理机构的费用效益
δ——环境服务的需求价格 v——环境管理框治理废弃物的价格 q——排污收费的价格 则环境服务的总价值为δY， 由污染物排放引起的环境损害的价值为δ（Y0-Y）， 环境管理部门治理废弃物的费用vE。 排放废弃物的总机会成本为vE＋δ（Y0-Y）。 利用环境处理废弃物的效益是qZ（排污费）。