熱力學第一定律,也被稱為能量守恒和轉換定律,內容如下:
1. 熱力學系統在任一過程中所吸收的熱量等于系統內能的增加量,即熱量 Q 等于內能的變化量 ΔU,即 Q = ΔU。
2. 熱力學系統能量的變化等于外來作功和熱量的總和。也就是說,一個熱力學系統從外界吸收的熱量可以轉化為其他形式的能量,但能量的變化總量是一定的。
3. 熱力學第一定律的另一種表述是:第一類永動機不可能制成,即自然界不可能從單一熱源吸收熱量,并將這熱量完全變為功而不產生其他影響。
以上就是熱力學第一定律的主要內容,它深刻地揭示了熱現象的本質和熱力學的規律,是熱力學的基本定律之一。
內能的變化量可以等于外界向系統傳遞的熱量減系統向外界傳遞的熱量。即:ΔU = Q + W。
例題:
假設在一個封閉的容器中有一杯熱水(假設為60度),現在有一個隔熱良好的容器,將熱水倒入其中,假設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,熱力學第一定律會發揮作用。
首先,我們觀察到熱水的內能增加了,這是因為熱水從高溫狀態變成了低溫狀態。這個過程是通過熱傳導完成的,即熱能從高溫物體傳遞到低溫物體。