內容
壹個熱力學系統的內能增量等於外界向他傳遞的熱量與外界對他做功的和。(如果壹個系統與環境孤立,那麽它的內能將不會發生變化。)
表達式:△U=W+Q
符號規律
:熱力學第壹定律的數學表達式也適用於物體對外做功,向外界散熱和內能減少的情況,因此在使用:△U=W+Q時,通常有如下規定:
①外界對系統做功,W>0,即W為正值。
②系統對外界做功,也就是外界對系統做負功,W<0,即W為負值
③系統從外界吸收熱量,Q>0,即Q為正值
④系統從外界放出熱量,Q<0,即Q為負值
⑤系統內能增加,△U>0,即△U為正值
⑥系統內能減少,△U<0,即△U為負值
理解
從三方面理解
1.如果單純通過做功來改變物體的內能,內能的變化可以用做功的多少來度量,這時物體內能的增加(或減少)量△U就等於外界對物體(或物體對外界)所做功的數值,即△U=W
2.如果單純通過熱傳遞來改變物體的內能,內能的變化可以用傳遞熱量的多少來度量,這時物體內能的增加(或減少)量△U就等於外界吸收(或對外界放出)熱量Q的數值,即△U=Q
3.在做功和熱傳遞同時存在的過程中,物體內能的變化,則要由做功和所傳遞的熱量***同決定。在這種情況下,物體內能的增量△U就等於從外界吸收的熱量Q和對外界做功W之和。即△U=W+Q
能量守恒定律
內容
能量既不能憑空產生,也不能憑空消失,它只能從壹種形式轉化為另壹種形式,或者從壹個物體轉移到另壹個物體。
能量的多樣性
物體運動具有機械能、分子運動具有內能、電荷具有電能、原子核內部的運動具有原子能等等,可見,在自然界中不同的能量形式與不同的運動形式相對應。
不同形式的能量的轉化
“摩擦生熱”是通過克服摩擦力做功將機械能轉化為內能;水壺中的水沸騰時水蒸氣對壺蓋做功將壺蓋頂起,表明內能轉化為機械能;電流通過電熱絲做功可將電能轉化為內能。。。這些實例說明了不同形式的能量之間可以相互轉化,且這壹轉化過程是通過做功來完成的。
能量守恒的意義
1.能的轉化與守恒是分析解決問題的壹個極為重要的方法,它比機械能守恒定律更普遍。例如物體在空中下落受到阻力時,物體的機械能不守恒,但包括內能在內的總能量守恒。
2.能量守恒定律是19世紀自然科學中三大發現之壹,也莊重宣告了另壹類永動機幻想的徹底破滅。
3.能量守恒定律是認識自然、改造自然的有力武器,這個定律將廣泛的自然科學技術領域聯系起來。
第壹類永動機(不可能制成)
不消耗任何能量卻能源源不斷地對外做功的機器。
其不可能存在,因為違背的能量守恒定律 [編輯本段]熱力學第二定律 熱力學第二定律有幾種表述方式:
克勞修斯表述
熱量可以自發地從較熱的物體傳遞到較冷的物體,但不可能自發地從較冷的物體傳遞到較熱的物;
開爾文-普朗克表述
不可能從單壹熱源吸取熱量,並將這熱量變為功,而不產生其他影響。
熵表述
隨時間進行,壹個孤立體系中的熵總是不會減少。
關系
熱力學第二定律的兩種表述(前2種)看上去似乎沒什麽關系,然而實際上他們是等效的,即由其中壹個,可以推導出另壹個。
意義
熱力學第二定律的每壹種表述,揭示了大量分子參與的宏觀過程的方向性,使人們認識到自然界中進行的涉及熱現象的宏觀過程都具有方向性。
微觀意義
壹切自然過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行。
第二類永動機(不可能制成)
只從單壹熱源吸收熱量,使之完全變為有用的功而不引起其他變化的熱機。
∵第二類永動機效率為100%,雖然它不違法能量守恒定律,但大量事實證明,在任何情況下,熱機都不可能只有壹個熱源,熱機要不斷地把吸取的熱量變成有用的功,就不可避免地將壹部分熱量傳給低溫物體,因此效率不會達到100%。第二類永動機違法了熱力學第二定律。 [編輯本段]熱力學第三定律 熱力學第三定律通常表述為絕對零度時,所有純物質的完美晶體的熵值為零。 或者絕對零度(T=0K)不可達到。
R.H.否勒和E.A.古根海姆還提出熱力學第三定律的另壹種表述形式:任何系統都不能通過有限的步驟使自身溫度降低到0k,稱為0K不能達到原理。 [編輯本段]另外 熱力學第零定律
熱力學第零定律:如果兩個熱力學系統中的每壹個都與第三個熱力學系統處於熱平衡,那麽它們也必定處於熱平衡 。