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熱力學第一定律

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1 拼音

rè lì xué dì yī dìng lǜ

2 注解

在研究熱力學問題時,需首先確定研究的對象,即所謂體系。體系的外界稱為環境。體系的確定是根據研究的需要人為劃分的。為了研究方便,通常把化學反應中所有的反應物和生成物當作為體系。當著眼于體系與環境之間的能量和物質的交換情況時,可將體系分成三種:與環境之間既有物質交換又有能量交換的體系叫敞開體系;與環境之間無物質交換而有能量交換的體系叫封閉體系;與環境之間既無物質交換又無能量交換的體系叫孤立體系。由于通常把反應中所有反應物和生成物選作為體系,因此化學反應是封閉體系。體系與環境之間可以有能量交換也可以沒有能量交換,但是,大量的事實說明宇宙間的總能量是守恒的,即能量既不創生也不能消滅,這就是能量守恒定律。

對于一個封閉體系,體系的熱力學能為U1,體系從環境吸收熱量Q,同時體系又對環境做功W,這時體系的熱力學能變為U2。根據能量守恒得到

U1 Q-W=U2

U2-U1=Q-W

即 ΔU= Q-W

這就是熱力學第一定律。因此,熱力學第一定律就是能量守恒定律在熱力學上的具體體現。我們規定體系吸收熱量Q為正值,體系放出熱量Q為負值;體系對環境做功W為正值,環境對體系做功W為負值。體系熱力學能增加ΔU為正值,體系熱力學能減少ΔU為負值。

體系熱力學能U是狀態函數。就是說,體系的狀態確定了,體系的熱力學能也就確定了。即體系熱力學能變化(ΔU)只取決于體系的終了狀態與起始狀態,與體系從始態變到終態的歷程無關。

功和熱是非狀態函數。我們不能說體系具有多少功或多少熱,只能說體系與環境交換了多少功和熱。交換的功和熱的大小不僅與體系的始末狀態有關,還與體系從始態變化到終態的歷程有關。所以功和熱也叫過程函數。

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開放分類:熱力學
詞條熱力學第一定律ababab创建
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  • 評論總管
    2021/7/30 11:57:58 | #0
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