Ⅰ 什麼是熱力學第一定律
能量守恆定律應用到熱力學上,就是熱力學第一定律。換句話說,熱力學第一定律就是能量轉化和守恆定律在熱現象過程中具體的數量關系,即內能和其他形式的能相互轉化的數量關系。該定律說明對任一熱力學系統從一個狀態變化到另一狀態的過程中,外界向該系統傳遞的熱量,一部分用來增加系統的內能,另一部分則用於系統對外做功。
熱力學第一定律的數字表達式為:ΔE=W+Q,式中ΔE表示系統的內能變化量,W表示外界對系統做功,Q表示系統吸收外界的熱量。從上式可見,系統的內能增量等於系統從外界吸收的熱量和外界對系統做功的和。在使用這個定律時要注意三個量的符號處理:外界對系統做功,W取正值,系統對外做功W取負值,若系統的體積不變,則W=0;系統從外界吸熱,Q取正值,系統對外界放熱,Q取負值;系統的內能增加,ΔE取正值,系統的內能減少,ΔE取負值。
在製冷技術中,可以用熱力學第一定律來分析各種熱力過程中熱能、機械能的數量變化及其分配關系。例如,應用熱力學第一定律分析製冷循環時,可以得到結論:在壓縮式製冷循環中,所消耗的機械能加上從低溫熱源獲取的冷量必然等於製冷劑在冷凝器中放給冷卻水或空氣的熱量。
Ⅱ 熱力學第一定律是什麼
熱力學第一定律就是能量守恆定律。
不同形式的能量在傳遞與轉換過程中守恆的定律,表達式為△U=Q+W。表述形式:熱量可以從一個物體傳遞到另一個物體,也可以與機械能或其他能量互相轉換,但是在轉換過程中,能量的總值保持不變。
該定律經過邁爾J.R.Mayer、焦耳J.P.Joule等多位物理學家驗證。熱力學第一定律就是涉及熱現象領域內的能量守恆和轉化定律。十九世紀中期,在長期生產實踐和大量科學實驗的基礎上,它才以科學定律的形式被確立起來。
(2)熱力學第一定律擴展閱讀
1、流體力學的能量守恆定律:
在流體力學中有一種邊界層表面效應,又稱"伯努利效應「。是指流體速度加快時,物體與流體接觸的界面上的壓力會減小,反之壓力會增加,伯努利效應是流體力學中的能量守恆定律。伯努利因發現這一現象並成功解釋它而創立的流體力學。
2、電磁學的能量守恆定律:
根據楞次定律,感應電流所產生的磁場總是阻礙原磁場磁通量的變化,這種阻礙的結果就使得電磁感應的過程中將其他形式的能量轉化為電能,感應電流形成迴路,再將電能轉化為其他形式的能量。楞次定律所揭示的感應電流與原磁場的關系本質仍然是能量轉化的關系,即能量守恆定律。
Ⅲ 熱力學第一定律
熱力學第一定律(the first law of thermodynamics)就是不同形式的能量在傳遞與轉換過程中守恆的定律,表達式為△U=Q+W。表述形式:熱量可以從一個物體傳遞到另一個物體,也可以與機械能或其他能量互相轉換,但是在轉換過程中,能量的總值保持不變。其推廣和本質就是著名的能量守恆定律。
該定律經過邁爾J.R.Mayer、焦耳J.P.Joule等多位物理學家驗證。熱力學第一定律就是涉及熱現象領域內的能量守恆和轉化定律。十九世紀中期,在長期生產實踐和大量科學實驗的基礎上,它才以科學定律的形式被確立起來。
(3)熱力學第一定律擴展閱讀
應用
(一)製冷壓縮機
工質流入和流出這類設備時,宏觀動能與重力勢能的變化相對於外界提供的軸功ws的量值來說很小,可以忽略不計;工質流經這類設備向外界的散熱量也相對很小,可近似為絕熱的,即q=0。於是由(1-2-3)式可得:
-ws=h2-h1(1-2-4)
式1-2-4表明,製冷壓縮機消耗的外功大小等於工質在壓縮機出口和入口的焓差,即等於工質焓的增加。
(二)熱交換器
工質流經熱交換器時,只通過傳熱與外界交換能量,沒有軸功,即ws=0;其宏觀動能與重力勢能的變化相對於傳遞的熱量也很小,可忽略不計。於是,由式(1-2-3)可得:
q=h2-h1(1-2-5)
對於製冷系統的蒸發器,液態製冷劑在其中吸收周圍物體或介質的熱量沸騰汽化,q>0,焓增加,即在蒸發器中工質吸收的熱量等於其焓的增加;對於製冷系統的冷凝器則與蒸發器恰好相反,氣態製冷劑在其中向周圍介質放熱冷凝液化,q<0,焓減少,即在冷凝器中工質放出的熱量等於其焓的減少。
(三)節流裝置
在製冷系統中,工質流經節流裝置時,由於流道截面突然縮小,需克服局部阻力而導致壓力下降,溫度也同時下降,工質流經節流裝置所歷時間很少,可近似為絕熱的(故稱絕熱節流),即q=0;工質進出節流裝置時宏觀動能與重力勢能的變化都很小,可以忽略不計,節流過程工質與外界無功交換,ws=0。因此,由式(1-2-3)可得:
h1=h2
可見,工質經歷絕熱節流,在節流裝置入口與出口處的焓是相等的。
綜合上述可以看出,流動工質的焓在能量轉換或轉移關系中的重要作用,焓是隨工質流動而轉移、並由工質熱力狀態所決定的能量。
Ⅳ 熱力學第一定律通俗點概括是什麼
說到熱力學第一定律,要先說能量守恆定律。
一、能量守恆定律
1840年左右,Joule和Mayer通過大量的實驗證明:能量可以從一個物體轉移到另一個物體,也可以從一種形式轉變為另一種形式,但在轉變過程中能量的總值保持不變,這就是能量守恆定律。
二、熱力學第一定律
能量守恆定律在熱力學體系的應用稱為熱力學第一定律。封閉體系發生的過程,往往不是絕熱的,體系與環境的能量交換(功與熱的代數和)等於其熱力學能的變數。因此,熱力學第一定律的數學表達式為: △U = Q + W
例如,一個氣體體系吸收環境的熱量(Q>0)膨脹時,向環境做功(W <0),△U=Q + W,但△U不變。
過程中只是能量的形式或某種形式能量的數值發生變化,但體系和環境總能量不變。
熱力學第一定律是人類長期實踐的經驗總結,也有人將熱力學第一定律通俗地表述為「第一類永動機不可能實現」。第一類永動機是指其既不靠外界提供能量,又不減少本身的能量,卻可以不斷地對外做功的機械。
三、熱力學第二定律
熱力學第二定律的通俗說法有兩種。
Clausius說法:熱從低溫物體傳給高溫物體而不產生其它變化是不可能的。
Kelvin說法:從一個熱源吸熱,使之完全轉化為功而不產生其它變化是不可能的。
這兩種說法表明,在能量守恆的前提下,有的過程是不可能發生的。由此可邏輯引伸出實際過程有一定的方向。即在同樣條件下逆過程是不可能發生的,並引伸出過程進行存在限度,它是可能與不可能的分界。熱力學第二定律是在研究提高熱機效率的過程中誕生的,其作用已遠遠超出熱機的范疇,它是一個有關宏觀過程方向和限度的具有普遍意義的定律。
總之:
熱力學第一定律就是能量守恆原理,它解決各種變化過程中能量間的相互轉換關系。
熱力學第二定律通俗地講,就是能量最低原理,主要討論自然界變化發生的方向和限度問題。
Ⅳ 關於熱力學第一定律
微積分的思想:在v極小改變時,可以認為p沒發生變化。
在v變化很小一點所做的功,可以想像成以很小v變化為底邊,以當前p為高度的極窄長方形面積。
也就是說相當於曲線可以看成一系列直角折線。
Ⅵ 簡述熱力學第一定律
簡述熱力學第一定律
熱力學第一定律也叫能量不滅原理,就是能量守恆定律。能量不會無故產生,也不會無故消失,它只會從一種能量轉化為另一種形式的能量,總的能量在轉化過程中不變。熱力學第一定律的另一種表述是:第一類永動機是不可能造成的。這是許多人幻想製造的能不斷地作功而無需任何燃料和動力的機器,是能夠無中生有、源源不斷提供能量的機器。顯然,第一類永動機違背能量守恆定律
Ⅶ 熱力學第一定律定義
熱力學第一定律
熱力學第一定律 :也叫能量不滅原理,就是能量守恆定律。
英文翻譯:the first law of thermodynamics
簡單解釋
簡單的解釋如下 :
ΔU = Q+ W(這里的W是外界對系統做的功)
或ΔU=Q-W(目前通用這兩種說法,以前一種用的多),為了避免混淆,物理中普遍使用第一種,而化學中通常是說系統對外做功,故會用後一種。
定義
能量既不會憑空產生,也不會憑空消滅,它只能從一種形式轉化為其他形式,或者從一個物體轉移到另一個物體,在轉化或轉移的過程中,能量的總量不變。
基本內容
熱可以轉變為功,功也可以轉變為熱;消耗一定的功必產生一定的熱,一定的熱消失時,也必產生一定的功。
普遍的能量轉化和守恆定律在一切涉及熱現象的宏觀過程中的具體表現。熱力學的基本定律之一。
熱力學第一定律是對能量守恆和轉換定律的一種表述方式。熱力學第一定律指出,熱能可以從一個物體傳遞給另一個物體,也可以與機械能或其他能量相互轉換,在傳遞和轉換過程中,能量的總值不變。
Ⅷ 熱力學第一定律 請仔細描述
熱力學第一定律 :也叫能量不滅原理,就是能量守恆定律。
簡單的解釋如下 :
ΔU = Q+ W
或ΔU=Q-W(目前通用這兩種說法,以前一種用的多)
定義:能量既不會憑空產生,也不會憑空消滅,它只能從一種形式轉化為其他形式,或者從一個物體轉移到另一個物體,在轉化或轉移的過程中,能量的總量不變。
基本內容:熱可以轉變為功,功也可以轉變為熱;消耗一定的功必產生一定的熱,一定的熱消失時,也必產生一定的功。
普遍的能量轉化和守恆定律在一切涉及熱現象的宏觀過程中的具體表現。熱力學的基本定律之一。
熱力學第一定律是對能量守恆和轉換定律的一種表述方式。熱力學第一定律指出,熱能可以從一個物體傳遞給另一個物體,也可以與機械能或其他能量相互轉換,在傳遞和轉換過程中,能量的總值不變。
表徵熱力學系統能量的是內能。通過作功和傳熱,系統與外界交換能量,使內能有所變化。根據普遍的能量守恆定律,系統由初態Ⅰ經過任意過程到達終態Ⅱ後,內能的增量ΔU應等於在此過程中外界對系統傳遞的熱量Q 和系統對外界作功A之差,即UⅡ-UⅠ=ΔU=Q-W或Q=ΔU+W這就是熱力學第一定律的表達式。如果除作功、傳熱外,還有因物質從外界進入系統而帶入的能量Z,則應為ΔU=Q-W+Z。當然,上述ΔU、W、Q、Z均可正可負(使系統能量增加為正、減少為負)。對於無限小過程,熱力學第一定律的微分表達式為
δQ=dU+δW因U是態函數,dU是全微分[1];Q、W是過程量,δQ和δW只表示微小量並非全微分,用符號δ以示區別。又因ΔU或dU只涉及初、終態,只要求系統初、終態是平衡態,與中間狀態是否平衡態無關。
熱力學第一定律的另一種表述是:第一類永動機是不可能造成的。這是許多人幻想製造的能不斷地作功而無需任何燃料和動力的機器,是能夠無中生有、源源不斷提供能量的機器。顯然,第一類永動機違背能量守恆定律。