热力学第一定律1.3第一定律

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1、第三节热力学第一定律一、热力学能（内能）系统总能量整体动能整体势能内能U分子动能（平动、转动、振动）温度T分子位能体积V分子内能量（更小一级质点能量）内能的绝对值无法得知，但其变化值可以测定。一般情况下，系统整体的动能和位能不变，可只考虑U。如果分子内部结构未变，U=U(T,V)如果分子内部结改变（化学反应），U与分子重排有关。二、热力学第一定律的文字表述（2）孤立系统的内能保持不变不需要外界能量，也不消耗自身能量做功的机器（1）第一类永动机是不可能制成的。文字表述：热力学第一定律本质上是能量守恒定律：能量既不能无中生有，也不会自行消失，只能从一种形式转变为

2、另一种形式。（3）内能是状态函数——其变化值只与始终态有关，与途径无关三、热力学第一定律数学表达式U=Q+W对于一个微小过程dU=Q+W第四节可逆过程一．理想气体等温过程膨胀功膨胀过程（1）一次膨胀热源W1=-p1VpVW1W2=-piVipV（2）多次膨胀W2热源一．理想气体等温过程膨胀功膨胀过程（3）无限次膨胀（准静态过程）W3=-p外dV=-(p内-dp)dV=-p内dVW3pV热源pVW1pVW2W3pV

3、W1

4、<

5、W2

6、<

7、W3

8、=

9、Wmax

10、一．理想气体等温过程膨胀功压缩过程(1)一次压缩(2)多次压缩(3)无限次压缩VpW1W

11、2VpW3pVW3=-p外dV=-(p内＋dp)dV=-p内dVW1>W2>W3=Wmin如果在无限次膨胀过程中系统做的功储存起来用于无限次压缩环境做功，则当系统复原时，环境也恢复原状，不留痕迹。二．可逆过程可逆过程：系统经历一个过程，如果使系统复原时，环境也能复原，这样的过程为可逆过程，否则为不可逆过程。上例中，(1)、(2)为不可逆过程，(3)为可逆过程。可逆过程特点（1）是准静态过程，无限小的变化，无限长的时间，系统始终处于近似平衡态。（2）可逆过程反向进行时，系统和环境都能复原。（3）可逆过程中，若系统做功，则做最大功，若环境做功，则做最小功。

12、二．可逆过程可逆过程是理想过程，但在处理热力学问题时，可逆过程是一个不可缺少的概念，实际过程一般偏离可逆过程，当偏差很小时，可按可逆过程处理。如沸点温度时液体的蒸发或气体冷凝，熔点温度时液体的凝固或固体的熔化等。请转下一节返回