熱力學(xué)第一定律,也被稱為能量守恒和轉(zhuǎn)換定律,內(nèi)容如下:
1. 熱力學(xué)系統(tǒng)在任一過程中所吸收的熱量等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量,即熱量 Q 等于內(nèi)能的變化量 ΔU,即 Q = ΔU。
2. 熱力學(xué)系統(tǒng)能量的變化等于外來作功和熱量的總和。也就是說,一個熱力學(xué)系統(tǒng)從外界吸收的熱量可以轉(zhuǎn)化為其他形式的能量,但能量的變化總量是一定的。
3. 熱力學(xué)第一定律的另一種表述是:第一類永動機(jī)不可能制成,即自然界不可能從單一熱源吸收熱量,并將這熱量完全變?yōu)楣Χ划a(chǎn)生其他影響。
以上就是熱力學(xué)第一定律的主要內(nèi)容,它深刻地揭示了熱現(xiàn)象的本質(zhì)和熱力學(xué)的規(guī)律,是熱力學(xué)的基本定律之一。
內(nèi)能的變化量可以等于外界向系統(tǒng)傳遞的熱量減系統(tǒng)向外界傳遞的熱量。即:ΔU = Q + W。
例題:
假設(shè)在一個封閉的容器中有一杯熱水(假設(shè)為60度),現(xiàn)在有一個隔熱良好的容器,將熱水倒入其中,假設(shè)熱水在倒入過程中沒有熱量損失,那么在一段時間后,容器中的水會冷卻到室溫。在這個過程中,熱力學(xué)第一定律會發(fā)揮作用。
首先,我們觀察到熱水的內(nèi)能增加了,這是因?yàn)闊崴畯母邷貭顟B(tài)變成了低溫狀態(tài)。這個過程是通過熱傳導(dǎo)完成的,即熱能從高溫物體傳遞到低溫物體。