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热力学第一定律
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2024-01-09 08:29
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热力学第一定律
## 热力学第一定律 焦耳的实验一方面表明, 以不同的方式对系统做功时,只要系统始末两个状态是确定的, 做功的数量就是确定的;另一方面也向我们表明, 为了改变系统的状态, 做功和传热这两种方法是等价的。也就是说, 一定数量的功与确定数量的热相对应。 我们在上节课已经知道, 单纯地对系统做功 (热力学系统的绝热过程), 内能的变化量与功的关系是 $$ \Delta U=W $$ 单纯地对系统传热, 则内能的变化量与传递热量的关系是 $$ \Delta U=Q $$ 既然做功与传递热量对改变系统的内能是等价的, 那么, 当外界既对系统做功又对系统传热时, 内能的变化量就应该是 $$ \Delta U=Q+W $$ 也就是说, **一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。这个关系叫作热力学第一定律 (first law of thermodynamics)**。 可见, “问题” 栏目中的汽缸内气体内能的变化量等于活塞对气体所做的功与通过加热向汽缸内气体传递的热量之和。 ## 能量守恒 热力学第一定律,实际上就是内能与其他能量发生转化时的能量守恒定律。 能量守恒定律可以表述为:**能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变**。能量守恒是自然界的普遍规律。根据能量守恒定律,物理学发现和解释了很多科学现象。
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