大學熱學第十講熱力學第一定律(編輯修改稿)
2025-07-16 12:20 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ， 由能均分定理得： 二、內(nèi)能 AU N t r s k TRN t r s TNt r s R T? ? ? ?? ? ???1( 2 )21 = ( 2 )2 = ( 2 )2?? 將能量守恒和轉(zhuǎn)化定律應用于熱效應就是熱力學第一定律。 但是 能量守恒與轉(zhuǎn)化定律僅是一種思想，它的發(fā)展應借助于？ ? 馬克思講過，一門科學只有達到了能成功地運用 數(shù)學 時，才算真正發(fā)展了 。 ? 數(shù)學 還可給人以公理化方法，即用少數(shù)概念和不證自明的命題作為公理，以此為出發(fā)點層層推論，建成一個嚴密的體系。 ? 熱力學也理應這樣的發(fā)展起來。 167。 熱力學第一定律 一 、能量守恒定律的內(nèi)容 二 、內(nèi)能 三 、熱力學第一定律的數(shù)學表達式 三 、熱力學第一定律的數(shù)學表達式 ? 第一定律描述功與熱量之間的相互轉(zhuǎn)換。 ? 態(tài)函數(shù)內(nèi)能 的量綱也是能量， 它把功和熱量聯(lián)系起來 將 推廣為 非 絕熱過程， 21 aU U U A? ? ? ? ?若系統(tǒng)既吸熱，外界又對系統(tǒng)作功， 則內(nèi)能增量應等于這兩者之和。 21U U U Q A? ? ? ? ?Q—— 系統(tǒng)吸收的熱量， Q0系統(tǒng)吸熱； Q0系統(tǒng)放熱！ A—— 外界對系統(tǒng)作的功， A0外界對系統(tǒng)作正功，內(nèi)能增加； A0系統(tǒng)對外界作正功！內(nèi)能減少！ U Q A??d d d對于無限小的過程，可改寫為 適用于各種熱力學過程 21U U U Q A? ? ? ? ?VpQU ddd ?? VpUQ ddd ??對于 準靜態(tài)過程 : 內(nèi)能 ——廣延量（外延量） iUU? ?—— 適用于系統(tǒng)各部分處于平衡態(tài)，總體未達平衡的情況 U Q A??d d d狹義熱一律的數(shù)學表達式 21U U U Q A? ? ? ? ?系統(tǒng)各部分均未處于平衡態(tài)的情況： U K Q A? ? ?d d d d—— 宏觀過程中能量轉(zhuǎn)化和守恒定律的普遍形式！ U Q A??d d dP160閱讀材料 —— ”卡（ cal）” —— 熱量單位，熱質(zhì)說中引入的，其一種定法： 15 ℃ 卡 指一克純水在 1大氣壓，溫度由 ℃ 升到 ℃ 所吸收的熱量。 當認識到熱量是被傳遞的能量，那它應采用焦耳、爾格等能量的單位，因此卡就不需要了；國際單位制規(guī)定功、能、熱量一律使用焦耳，建議一般不使用卡。 1熱化學卡 = 1熱工程卡 = 熱功當量 ? 1848年 焦耳 以作功生熱實驗，顯示熱可以由位能或動能轉(zhuǎn)換而得，因此 熱是能量的一種形式 。 ? 1948年，國際度量衡大會為了表明熱是代表物體間因溫度差而轉(zhuǎn)移的能量，熱量的單位應和能量的單位相同，因此將 1卡直接定義為 。 Success is going from failure to failure without losing enthusiasm. Churchill 167。 熱力學過程 167。 功 167。 熱量 167。 熱力學第一定律 167。 熱容量 焓 167。 氣體的內(nèi)能 焦耳 湯姆遜實驗 167。 循環(huán)過程和卡諾循環(huán) 167。 熱力學第一定律對理想氣體的應用 The First Law of Thermodynamics d d dU Q A??適用于各種熱力學過程 21U U U Q A? ? ? ? ?VpQU ddd ??VpUQ ddd ??準靜態(tài)過程 : Du ke 167。 Capacity Enthalpy 一 、熱容量 二 、定容熱容量 三 、定壓熱容量和焓 四 . 理想氣體的熱容量 (1)比熱 Qc mT?? ? )(11 ?? ?? KKgJ(2)物質(zhì)的熱容量 C c m?? )( 1?? KJ)(Tcc ?(3)摩爾熱容量 mC c M?? )(11 ?? ?? m o lKJCapacity 定壓摩爾熱容量 ,pmCVmC , dduT? 過程量，系統(tǒng)經(jīng)過不同的過程升高 相同的溫度 吸收的熱量不同； 相同過程，在不同的溫度下升高 1K需要的熱量也不相同。 Q 在一定過程中，當物體的溫度升高1K時所吸收的熱量稱為這個物體在該給定過程中的熱容 (量 )。 一 、熱容 (量 ) CQT? ??C ( ) T一 、熱容量 CTQCTT0( ) l i m?????—— 物體在溫度 T時某給定過程中的熱容量。 CT() —— 過程量 !同一系統(tǒng)在不同的過程 中具有不同的熱容： d ?dQT等容過程 —— 定容熱容 CV 等壓過程 —— 定壓熱容 Cp 167。 熱容量 焓 Enthalpy 一 、熱容量 二 、定容熱容量 三 、定壓熱容量和焓 0lim VVTQCT??? ?二 、定容熱容量 0limT VUT???????????等容過程有： dV=0 U Q A? ? ? ?d dA p V??Q?=0 VVUCT????????? 物體的定容熱容等于物體內(nèi)能對溫度的偏微商。 ?任何物體在等體過程中 QV = ?U VVUCT???? ????? ?一般內(nèi)能是溫度和體積的函數(shù) U = U ( T,V )， ?故 CV =C(T,V)
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