大學(xué)物理課件：熱力學(xué)第一定律

一.熱力學(xué)過程1.

熱力學(xué)過程

系統(tǒng)從某狀態(tài)開始經(jīng)歷一系列的中間狀態(tài)到達(dá)另一狀態(tài)的過程。2.準(zhǔn)靜態(tài)過程

在過程進(jìn)行的每一時(shí)刻，系統(tǒng)都無限地接近平衡態(tài)。無限緩慢進(jìn)行的過程可按準(zhǔn)靜態(tài)過程處理,準(zhǔn)靜態(tài)過程是理想過程

熱力學(xué)第一定律卡諾

熱學(xué)的發(fā)展與當(dāng)年技術(shù)的進(jìn)步相輔相成，是熱力學(xué)與社會(huì)生產(chǎn)的關(guān)系的典型表現(xiàn)。熱力學(xué)規(guī)律運(yùn)用的范圍已超過物理學(xué)自身，其意義滲透到社會(huì)科學(xué)的領(lǐng)域。熱力學(xué)第一、第二定律及其典型的應(yīng)用構(gòu)成本章的主要內(nèi)容。

二.功熱量內(nèi)能1.功熱量

做功可以改變系統(tǒng)的狀態(tài)摩擦升溫（機(jī)械功）電加熱（電功）功

焦耳實(shí)驗(yàn)絕熱壁P1FP2FxdxP0VP1V1P2V2系統(tǒng)作功活塞位移P1V1P2V2dV>0

?

A>0

系統(tǒng)作正功dV

<0

?

A<0

系統(tǒng)作負(fù)功

A氣體膨脹功熱量傳熱—改變系統(tǒng)狀態(tài)的另一種方法

條件：系統(tǒng)與外界的溫度不同絕熱壁恒溫?zé)嵩碩Q3.內(nèi)能系統(tǒng)在一定狀態(tài)下的能量包括所有分子的動(dòng)能EK與分子間的勢能EP

內(nèi)能是狀態(tài)量，與過程無關(guān)三.熱力學(xué)第一定律

某一過程，系統(tǒng)從外界吸熱Q，對外界做功

A，系統(tǒng)內(nèi)能從初始態(tài)E1變?yōu)?/p>

E2，則由能量守恒：對微小過程：12E1E2注意：1.功、熱量為過程量，內(nèi)能為狀態(tài)量2.A、Q的正負(fù)號(hào)3.適用任何系統(tǒng)的任何過程永動(dòng)機(jī)不可能制成

歷史上有不少人希望設(shè)計(jì)一種機(jī)器，這種機(jī)器不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對外做功，這種機(jī)器被稱為永動(dòng)機(jī)，又叫第一類永動(dòng)機(jī)。

熱力學(xué)第一定律是能量守恒和轉(zhuǎn)化定律在熱力學(xué)上的具體表現(xiàn)，它指明：熱是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的一種形式。這說明外界傳給物質(zhì)系統(tǒng)的能量（熱量），等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加和系統(tǒng)對外所作功的總和。它否認(rèn)了能量的無中生有，所以不需要?jiǎng)恿腿剂暇湍茏龉Φ牡谝活愑绖?dòng)機(jī)就成了天方夜譚式的設(shè)想。

圖為“魔輪”永動(dòng)機(jī)圖為伍斯特改進(jìn)的"魔輪"

根據(jù)熱力學(xué)第一定律，有解如圖，一絕熱密封容器，體積為V0，中間用隔板分成相等的兩部分。左邊盛有一定量的氧氣，壓強(qiáng)為p0，右邊一半為真空。

例