热力学第一定律

热力学第一定律

热力学第一定律内容是：研究对象内能的改变量，等于外界对它传递的热量与外界对它所做的功之和。

注：热量的传导与做功均需要注意正负性。

热力学第一定律公式

热力学第一定律公式：

△U=W+Q

其中，△U——内能的变化量，单位焦耳（J），如果为负数，则说明研究对象内能减小。

Q——研究对象吸收的热量，单位焦耳（J），如果为负数，则说明研究对象向外释放热量。

在自然态下，Q传导具有方向性，即只能从高温物体向低温物体传递热量。

W——外界对研究对象做的功，单位焦耳（J），如果为负数，则说明研究对象对外界做功。

热力学第一定律理解误区之吸热内能一定增加？

王尚老师：并非如此。如果对外做功，内能可能不变，甚至减小。

物体的内能是变大还是变小，取决于两个外在因素，其一是吸收（或放出）热量，另外一个是做功。

如果吸收了10J的热量，向外界做了20J的功，物体的内能不会增加，反而会减小（减小10J）。 

热力学第一定律深入理解之温度与分子平均动能关系

王尚老师：分子平均动能Ek与热力学温度T是正比例关系，即分子平均动能Ek越大，热力学温度T就越大。

分子平均动能Ek是微观表现方式，而热力学温度T是宏观表现方式。

热力学第一定律深入理解之做功与气体体积关系

王尚老师：W与气体的体积相关，V减小，则是外界对气体做正功（压缩气体）。

反之，V增大，则是外界对气体做负功（气体膨胀向外界做功）。

热力学第一定律深入理解之能量守恒定律在热学的变形式

王尚老师：从热力学第一定律公式来看：

△U=W+Q

这与能量守恒定律是一致的。能量守恒定律的内容是：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体传递给另一个物体，而且能量的形式也可以互相转换。

在热学领域，物体内能改变同样遵守能量守恒定律。物体内能的增加，要么是伴随着外界做功，要么是由外界热量传导引起的。

在物体A内能增加的同时，物体B因为向A做功能量减小，或者物体C把自身内能以热量形式向物体A传导，自身能量减小。

如果以A+B+C总系统为研究对象，这个系统的总能量，依然是守恒的。

热力学第一定律深入理解之理想气体的内能

王尚老师：如果研究对象是一定量的理想气体，就不用考虑分子势能。

那么这部分气体内能变化△U，就只与分子平均动能Ek相关，宏观表现就是只和温度T相关。

热力学第一定律的发展与意义简介

热力学第一定律本质上与能量守恒定律是的等同的，是一个普适的定律，适用于宏观世界和微观世界的所有体系，适用于一切形式的能量。

自1850年起，科学界公认能量守恒定律是自然界普遍规律之一。

能量守恒与转化定律可表述为： 自然界的一切物质都具有能量，能量有各种不同形式，能够从一种形式转化为另一种形式，但在转化过程中，能量的总值不变。

热力学第一定律是能量守恒与转化定律在热现象领域内所具有的特殊形式，是人类经验的总结，也是热力学最基本的定律之一。

参考文献

内能http://gaozhongwuli.com/top/481755.html

能量守恒定律http://gaozhongwuli.com/zongjie/kaodian/43173.html

热力学第一定律答疑http://e.gaozhongwuli.com/8519

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