- 热力学第一定律 - 热的定义 - 系统与环境因温差交换的能量 - 符号为Q,单位为焦耳 - 吸热为正,放热为负 - 过程函数,与具体过程相关 - 功的定义 - 系统与环境间传递的非热能量 - 符号为W,单位为焦耳 - 环境对系统做功为正,系统对环境做功为负 - 分类包括膨胀功和非膨胀功 - 膨胀功(体积功)公式:ΔW = -PdV - 非膨胀功包括电功、表面功等 - 过程函数,与具体过程相关 - 内能(热力学能) - 系统内部一切能量的总和 - 符号为U,单位为焦耳 - 状态函数,仅与始终态有关 - 容量性质,与物质的量成正比 - 绝对值未知 - 理想气体中仅为温度的函数 - 热力学第一定律的核心内容 - 能量守恒与转化定律 - 自然界能量不能凭空产生或消失 - 数学表达式 - 宏观变化:ΔU = Q + W - 微小变化:dU = δQ + δW - 特例分析 - Q = 0时,ΔU = W - W = 0时,ΔU = Q - ΔU = 0时,Q = -W - 第一类永动机不可能制成 - 不消耗能量且不断对外做功的机器 - 违背能量守恒定律 - 应用实例 - 绝热刚性容器中的化学反应 - Q = 0,W = 0,ΔU = 0 - 温度和压强的变化不影响内能守恒 - 判断题解析 - 系统对外做功可通过降低内能实现 - 学习重点 - 热与功的定义及符号规定 - 膨胀功的计算公式 - 热力学第一定律的数学表达式 - 热为过程函数,内能为状态函数