1.热力学第一定律 1.1引言
高中物理第15章 热力学第一定律
M c dQ dT
外 界
系统由温度 T1 变到温度 T2 的过程中所吸收的热量
系统吸收的热量为正 若计算结果 则表示系统放热。
若改用摩尔热容 即1mol的物质温度升 高1K时所吸收的热量 则
热量必须与过程相联系，只有发生 过程才有吸收或放出热量可言。 系统从某一状态变到另一状态，若其 过程不同，则吸或放的热量也会不同。 故
内能
功
热量
的基本概念
内能
广义上的内能，是指某物体系统由其内部状态所决定的能量。
某给定理想气体系统的内能，是组成该气体系统的全部 分子的动能之和，其值为 决定，内能 ，是状态参量 ，由状态参量 的单值函数。
真实气体的内能除了其全体分子的动能外还包括分子之间 的引力势能。实验证明人，真实气体的内能，是状态参量 和 （或 ）的函数，即 或 。 总之，某给定气体系统的内能。只由该系统的状态所决定， 在热力学中内能是一个重要的状态量。
值求得
理想气体的物态方程 对于绝热过程 无一恒定
绝热过程方程 过程曲线形态
绝热过程方程
及 理想气体准静态绝热过程
即 两边积分得 常量 则
由物态方程
得常用的绝热过程方程
常量
消去
其它形式 常量 常量
常量
绝热过程方程 常量 绝热线的斜率
绝热线 等温过程方程
常量 等温线的斜率
T Q
绝热线
等温线
其中
绝热线较陡的物理解释： 的因素只是 等温膨胀 不变，导致 共同因素外，还因消耗内能， 绝热膨胀 除
（常数） 常量 称为多方指数
多方过程方程 常量 可写成 可以是非整数，给定一 个 对应着一个多方过程 等温、绝热、等压、等体 过程，是多方过程的特例
热力学第一定律ppt
热力学第一定律ppt引言热力学第一定律是热力学中的基本定律之一。
它表明了能量的守恒原理，也被称为能量守恒定律。
热力学第一定律对于理解能量转化和能量守恒的过程至关重要，应用广泛。
热力学第一定律的表述热力学第一定律可以用如下方式表述：在孤立系统中，能量的增量等于对外界做功和系统热量的和。
这个表述可以用以下数学公式表示：ΔE = Q - W其中，ΔE表示能量的增量，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外做功。
能量转化示意图为了更好地理解热力学第一定律，我们可以通过一个能量转化示意图来说明。
能量转化示意图能量转化示意图在这个示意图中，输入的能量被系统吸收，一部分能量被转化为系统内能的增加（热量），一部分能量被系统用于对外做功。
根据热力学第一定律，系统吸收的热量和对外做的功加起来等于能量的增量。
热力学第一定律的应用热力学第一定律在工程和科学研究中有着广泛的应用。
以下是一些具体的应用：热力学循环分析热力学第一定律用于分析各种热力学循环，如卡诺循环和热力学循环。
通过应用热力学第一定律，我们可以确定循环中的能量转化效率、功率输出等参数。
能量守恒分析热力学第一定律可以应用于能量守恒的分析，例如分析能源系统中的能量损失和能量转化过程。
通过分析系统的能量转化过程，我们可以找出能量损失的原因，并采取措施来提高能源利用效率。
温度变化分析热力学第一定律可以用来分析物质的温度变化。
根据热力学第一定律，物质的内能增加会导致温度升高，而内能减少则会导致温度降低。
因此，可以通过热力学第一定律来研究物质的显热效应和隐热效应。
结论热力学第一定律是热力学中的基本定律之一，它表明了能量的守恒原理。
通过应用热力学第一定律，我们可以分析能量的转化过程，研究能源系统的能量损失和能量转化效率，并进一步提高能源利用效率。
热力学第一定律在工程和科学研究中有着广泛的应用，对于理解能量转化和能量守恒的过程起到了重要的作用。
热力学第一定律
热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律的基本表达形式。
它指出，能量在物理系统中的转换和传递时，其总量保持不变。
本文将对热力学第一定律进行深入探讨，从概念解释到实际应用进行论述。
1. 能量的定义能量是物理系统中进行各种物质和能量交换的基本属性。
它可以以多种形式存在，如热能、机械能、化学能等。
能量不会自行产生或消失，只会在不同形式之间转化或传递。
热力学第一定律就是描述这种能量转换和传递的规律。
2. 热力学第一定律的表达热力学第一定律的数学表达式可以写作：ΔU = Q - W，其中ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外做功。
该公式表明，能量的变化由系统吸收的热量和对外做的功共同决定。
3. 定律解读根据热力学第一定律，一个物理系统可以以三种方式与外界交换能量：热传递、做功和物质交换。
系统内能的变化是由这些能量交换所决定的。
如果系统吸收的热量大于对外做的功，系统内能增加；如果系统对外做的功大于吸收的热量，系统内能减少；如果两者相等，则系统内能保持不变。
4. 热力学第一定律的应用热力学第一定律在各个领域都有重要的应用。
在工程热力学中，可以通过对系统内外能量交换的计算和分析，确定系统的热效率和功率输出。
在生物学中，热力学第一定律可以解释生物体内能量转换的规律，如新陈代谢过程中的能量平衡。
在环境科学中，热力学第一定律可以应用于能源转换和环境评估中。
5. 热力学第一定律的局限性热力学第一定律虽然是能量守恒的基本表达形式，但也有一定的局限性。
它无法准确描述能量的质量和结构变化，以及一些微观过程中的能量转移情况。
对于开放系统和非平衡态系统，热力学第一定律需要与其他定律和理论相结合使用。
总结：热力学第一定律是能量守恒定律的基本表达形式，描述了能量在物理系统中的转换和传递规律。
它对于工程、生物学和环境科学等领域具有重要的应用价值。
然而，在一些特殊情况下，热力学第一定律需要与其他定律和理论相结合使用，才能准确描述能量的变化和转移过程。
物理化学热力学第一定律总结
物理化学热力学第一定律总结热力学第一定律是热力学中最基本的定律之一，并且与能量守恒原理密切相关。
它陈述了一个闭合系统内部的能量转换过程。
根据热力学第一定律，能量是不能从真空中产生的，也不能消失，它只能在系统内部进行转化。
该定律可以用以下公式表达：ΔU=Q-W其中，ΔU表示系统内部能量的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外界做的功。
这个公式说明了能量的守恒，即系统吸收的热量和对外界做的功之和等于系统内部能量的变化。
当系统从外界吸收热量时，其内部能量会增加，而当系统对外界做功时，其内部能量会减少。
这种能量的转化是一个相互依存的过程，可以通过热力学第一定律进行描述。
热力学第一定律的应用十分广泛，并且在实际问题中具有重要的意义。
以下是热力学第一定律在不同领域的应用：1.在化学反应中，热力学第一定律可以用来计算反应的焓变。
通过测量反应前后系统吸收或释放的热量，可以计算出反应的焓变，从而了解反应的能量转化和方向。
2.在工程领域，热力学第一定律常用于能量转换设备的设计和优化中。
例如，蒸汽轮机、内燃机和制冷机等能量转换系统的效率可以通过热力学第一定律进行评估和计算。
3.在生物学领域，热力学第一定律可以用于研究生物体内的能量转化过程。
例如，通过测量生物体吸收的热量和对外界做的功，可以计算出生物代谢的能量转换效率。
热力学第一定律的重要性在于揭示了能量守恒的基本原理，为能量转化和能量利用提供了基础理论支持。
它对于研究和解决实际问题具有重要指导意义。
热力学第一定律的应用可以帮助我们评估能量转换过程的效率，优化能量利用方式，并促进可持续发展。
总之，物理化学热力学第一定律表述了能量守恒的原则，描述了能量转化和能量守恒的过程。
它在化学、工程、生物等领域具有广泛的应用，并对能量转换和利用提供了理论支持。
热力学第一定律的理解和应用可以帮助我们更好地理解能量转换过程，优化能量利用方式，并实现可持续发展的目标。
热力学第一定律在系统能量转化中的应用理解
热力学第一定律在系统能量转化中的应用理解引言：热力学第一定律是热力学的基本定律之一，它揭示了能量守恒的原理。
在系统能量转化过程中，热力学第一定律起到了至关重要的作用。
本文将深入探讨热力学第一定律在系统能量转化中的应用理解。
一、热力学第一定律的概念与表达方式热力学第一定律又称为能量守恒定律，它指出能量不会自行消失或产生，只会转化。
热力学第一定律可以用下式表示：ΔU = Q - W其中，ΔU表示系统内能量的变化，Q表示系统所吸收或释放的热量，W表示系统所做的功。
二、热力学第一定律在能量转化中的应用1. 热力学第一定律在热机中的应用热机是将热能转化为机械能的装置，它的工作过程中能量的转化遵循热力学第一定律。
根据热力学第一定律，热机从高温热源吸收热量Q1，向低温热源释放热量Q2，并通过做功W将一部分热量转化为机械能。
热机的效率可以用以下公式表示：η = (W/Q1) × 100%其中，η表示热机的热效率，Q1表示高温热源所释放的热量，W表示热机所做的功。
热力学第一定律的应用使得我们能够理解热机工作原理，并计算其能量转化的效率。
2. 热力学第一定律在化学反应中的应用化学反应是一种能量转化的过程，热力学第一定律对于理解化学反应的能量变化至关重要。
根据热力学第一定律，化学反应中的能量变化可以分为两部分：热效应和做功。
热效应是指化学反应中吸热或放热的过程。
当化学反应吸热时，系统吸收外界热量，使得系统内能增加；当化学反应放热时，系统释放热量，使得系统内能减少。
热效应的计算可以通过测量反应过程中温度变化来得到。
做功是指化学反应中产生的功。
当化学反应发生体积变化时，系统会对外界做功。
做功的计算可以通过测量体积变化和外界施加的压力来得到。
综上所述，热力学第一定律的应用使得我们能够理解化学反应中的能量变化，从而研究化学反应的热效应和做功。
3. 热力学第一定律在生物能量转化中的应用生物体是一个复杂的开放系统，在生物体内部，能量的转化过程也遵循热力学第一定律。
第二章__热力学第一定律(1.)
§2-1 热力学基本概念
几种重要过程： 几种重要过程：
（1）等温过程：系统的始终态温度相等，且等于恒定的环境温度。 ）等温过程：系统的始终态温度相等，且等于恒定的环境温度。 （2）等压过程：系统的始终态压力相等，且等于恒定的环境压力。 ）等压过程：系统的始终态压力相等，且等于恒定的环境压力。 （3）等容过程：在整个过程中，系统的体积保持不变。 ）等容过程：在整个过程中，系统的体积保持不变。 （4）绝热过程：在整个过程中，系统与环境之间无热能量的交换。 ）绝热过程：在整个过程中，系统与环境之间无热能量的交换。 （5）循环过程：系统经历一个过程后，又回到原来的状态。 ）循环过程：系统经历一个过程后，又回到原来的状态。
§2-1 热力学基本概念
6、状态方程 、 状态方程：系统处于热力学平衡状态时，系统状态函数时间的关系。 状态方程：系统处于热力学平衡状态时，系统状态函数时间的关系。 状态方程一般从实验中得出。 状态方程一般从实验中得出。 例：单组分均相系统， 有 V= f( P,T,n ) 单组分均相系统， 若物质的量一定， 若物质的量一定， 则 V= f( P,T ) 多组分均相系统， V= f( P,T,n1,n2,… ) 多组分均相系统， （1） 理想气体的状态方程 ） PV = n RT PVm = RT （2）真实气体状态方程 范德华方程 ）真实气体状态方程—范德华方程 （3）混合理想气体的道尔顿分压定律 ） P = ∑Pi 7、过程方程 、 PiV = ni RT PV = n RT Pi / P = ni / n = xi Pi = P xi
第二章 热力学第一定律
引言：
热力学概论
热力学第一定律，是关于能量守恒和转化定律， 热力学第一定律，是关于能量守恒和转化定律，是人们 实践经验的总结。 年左右， 实践经验的总结。大约在1850年左右，法国人 Mayer （1814-1878），英国人 Joule（1818-1869）和 英国人 分别总结出了这一定律。 Grove (1811-1896)分别总结出了这一定律。而Joule是 最先用科学实验确立热力学第一定律的人。 最先用科学实验确立热力学第一定律的人。他于1840年间做了一系列的实验，得出较精确的实验结果， 1848年间做了一系列的实验，得出较精确的实验结果， 1Cal=4.157J, 很接近4.184J/Cal.
热力学
内能
功
热量
的基本概念
①.对象：封闭的热力学系统；(可与外界交换能量)
②.该系统平衡态受到破坏，经历一个热力学过程 时， 遵循的能量守恒定律；
一定量的气体封闭在无摩擦、不漏气的气缸中，活塞 可上下移动。
热力学第一定律
封闭系统
dQ=dE+dW
关于E、Q和W的符号规定：
I).系统内能增加: E>0; 内能减少: E<0; II). 系统从外界吸热Q>0(+)，放热Q<0(-)； III).系统对外界做功W>0(+) ，外界对系统做功W<0(-) 该定律的另一种通俗表述是：第一类永动机是不 可能造成的。
补充例题：热力学系统从初态（P1V1）分别经过程I 和过程II变化到末态（P2V2），分别求这两个过程 做的功？
1 WI p2 p1 V2 V1 2
WII p2 V2 V1 WI WII
I II
热量 热量是系统与外界仅由于 温度不同而传递的能量。
外
质量 M 吸收热量 dQ 温度升高 dT 热传递是通过微观热运动(分 子间相互碰撞)来实现的。 传热方式：导热、对流、热 辐射
举例
二、平衡态与非平衡态
1.平衡态
孤立系统 在不受外界条件影响下，经过足够长时间后孤立 系统必将达到一个宏观性质不随时间变化的状态
真空
p
( p ,V , T )
*( p,V , T )
平衡态的特点
2）状态的稳定性—— 与时间无关； 3）自发过程的终点；
o
V
1）单一性（p,T,V处处相等）; －－三个状态参量,只有两个是独立的
p
dV
在P-V图上，体积从 对外界所做功W：
物理化学知识点总结(热力学第一定律)
物理化学知识点总结(热力学第一定律).doc物理化学知识点总结（热力学第一定律）摘要：热力学第一定律是热力学的基础之一，它描述了能量守恒的原理。
本文将对热力学第一定律进行详细的阐述，包括其定义、数学表达式、应用以及在物理化学中的重要作用。
关键词：热力学第一定律；能量守恒；物理化学；系统；状态函数一、引言热力学是研究能量转换和能量传递规律的科学。
热力学第一定律，也称为能量守恒定律，是理解和分析热力学过程的关键。
二、热力学第一定律的定义热力学第一定律指出，能量既不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转换为另一种形式，或者从一个系统转移到另一个系统。
在封闭系统中，能量的总量保持不变。
三、热力学第一定律的数学表达式对于一个封闭系统，热力学第一定律可以用以下数学表达式表示：[ \Delta U = Q - W ]其中，( \Delta U ) 是系统内能的变化，( Q ) 是系统吸收的热量，( W ) 是系统对外做的功。
四、系统与状态函数在热力学中，系统是指我们研究的对象，它可以是封闭的或开放的。
状态函数是描述系统状态的物理量，如温度、压力、体积等，它们只与系统的状态有关，而与系统状态变化的过程无关。
五、热力学第一定律的应用理想气体的等体过程在等体过程中，体积保持不变，系统对外不做功，热力学第一定律简化为 ( \Delta U = Q )。
理想气体的等压过程在等压过程中，压力保持不变，系统对外做膨胀功，热力学第一定律可以表示为 ( \Delta U = Q + W )。
理想气体的等温过程在等温过程中，温度保持不变，理想气体的内能不发生变化，热力学第一定律简化为 ( 0 = Q - W )。
六、热力学第一定律与能量转换热力学第一定律不仅适用于热能和机械能之间的转换，还适用于其他形式的能量，如电能、化学能等。
七、热力学第一定律在物理化学中的应用化学反应在化学反应中，热力学第一定律用于计算反应热，即反应过程中系统吸收或释放的热量。
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1.热力学第一定律 1.1引言
制作：陈纪岳
第一节 热力学概论
一. 热力学
热力学： 研究各种过程中能量相互转换所遵循的规律
化学热力学： 热力学应用于化学及其相关的过程
主要原理： 表述为热力学定律
应用： 热化学、化学平衡、相平衡、电化学、表面和胶体化学
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药学院物理化学教研室
二. 热力学方法
热力学方法：以大量质点组成的宏观系统为研究对象， 通过严格的推理演绎的方法指出变化结果。
正确性： 结论可靠，被大量实验事实所证实。 局限性： 不能回答个别质点的行为，
不能指出过程的机理和变化速率。
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Байду номын сангаас
药学院物理化学教研室
制作：陈纪岳
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