熱力學(xué)第一定律和第二定律-熱力學(xué)第一定律

熱力學(xué)第一定律1.能量守恒與轉(zhuǎn)換定律人們在大量的生產(chǎn)實踐和科學(xué)實驗中得出一條重要結(jié)論：能量既不可能被創(chuàng)造，也不可能被消滅，它只能從一種形式轉(zhuǎn)換成另一種形式，或者從一個（一些）物體轉(zhuǎn)移到另一個（一些）物體，而在轉(zhuǎn)換或轉(zhuǎn)移過程中，能量的總和保持不變。這就是能量守恒和轉(zhuǎn)換定律，它是一切自然現(xiàn)象所必須遵守的普遍規(guī)律。2.熱力學(xué)第一定律的實質(zhì)實質(zhì)：能量轉(zhuǎn)換與守恒定律在熱力學(xué)中的應(yīng)用。這個定律指出：一切物質(zhì)都具有能量。能量既不可能創(chuàng)造，也不能消滅，它只能在一定的條件下從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。而在轉(zhuǎn)換中，能量的總量恒定不變。熱力學(xué)第一定律JRMeyer邁爾（1814~1878），德國漢堡人，醫(yī)生、物理學(xué)家，他第一個發(fā)現(xiàn)并表述了能量守恒定律。和邁爾同時期研究能量守恒的還有一個英國人——JJoule焦耳（1818~1889），他自幼在道爾頓門下學(xué)習(xí)化學(xué)、數(shù)學(xué)、物理，他一邊經(jīng)營父親留下的啤酒廠，一邊搞科學(xué)研究。表述可以表敘為：在熱能與其他形式的能量相互轉(zhuǎn)換時，能的總量保持守恒。熱力學(xué)第一定律的建立是在資本主義發(fā)展初期，那時，有人曾提出各式各樣不消耗能量而獲得動力的裝置，稱為第一類“永動機”，但均失敗了。因為它違反了熱力學(xué)第一定律，故針對熱力學(xué)第一定律另一形象的說法是：第一類永動機是不可能制造成功的。熱力學(xué)第一定律能量平衡方程式：進入系統(tǒng)的能量－離開系統(tǒng)的能量=系統(tǒng)儲存能的變化量

循環(huán)的熱力學(xué)第一定律解析式對于循環(huán)過程，由于系統(tǒng)的初終狀態(tài)為同一狀態(tài)，不論是否可逆，熱力學(xué)能的變化為零。即所以:

表明：閉口系統(tǒng)經(jīng)歷任何一個循環(huán)后，與外界交換的凈熱量等于與外界交換的凈功量。閉口系統(tǒng)熱力學(xué)第一定律解析式閉口系統(tǒng)與外界沒有物質(zhì)交換，傳遞能量只有熱量和功量兩種形式。在熱力過程中（如圖）系統(tǒng)從外界熱源取得熱量Q；對外界做膨脹功W；系統(tǒng)儲存能變化為△U。閉口系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換

W

Q一般式

Q=dU+W

Q=U+W

q=du+w

q=u+w

W

Q單位工質(zhì)適用條件：1）任何工質(zhì)2)任何過程系統(tǒng)吸熱：Q＞0；系統(tǒng)放熱：Q＜0。系統(tǒng)對外做功：W＞0；外界對系統(tǒng)做功：W＜0。系統(tǒng)內(nèi)能增加：△U＞0；系統(tǒng)內(nèi)能減少：△U＜0。例：定量工質(zhì)經(jīng)歷一個由四個過程組成的循環(huán)。試填充表中所缺數(shù)據(jù)。閉口系統(tǒng)第一定律能量方程應(yīng)用過程Q/kJW/kJ△U/kJ1→213900