7-1热量功热力学第一定律.ppt

2. 总功 p S dl F 1. 微过程中的元功： 一、功 —— 体积功（伴随体积膨胀或压缩） 当气体经过准静态过程从初态变化到末态，气体将对外界做功。 §7-1 热力学第一定律 3. 示功图（P-V图）—— 曲线下的面积 （几何意义） p V p dV O (2) 功是过程量。功不仅与气体的初态和末态，而且与过程有关。（例图中虚线过程与实线过程不同，面积也不同，则做功的大小也不同） 4. 特征： (1)系统体积膨胀时，dV 大于零，气体对外做正功 A 0 ；系统压缩时，当 dV 小于零，气体对外做负功 A 0。 二 内能 热力学系统在一定的状态下，具有一定的能量，称为热力学系统的内能。 内能的变化只决定于出末两个状态，与所经历的过程无关，即内能是系统状态的单值函数。 若不考虑分子内部结构，系统的内能就是系统中所有分子的热运动能量和分子间相互作用的势能的总和。 三、热量和热力学第一定律 1. 热量 Q —— 系统与外界热接触而传递的能量。单位：焦耳 J 特征：（1）传递 （2）过程量 （不是态函数） 在气体状态变化过程中，气体通过传热与外界交换的能量，用符号 Q 表示，规定气体从外界吸热时 Q 为正，放热时 Q 为负。热量不仅与初态及末态有关，还与过程有关。热量的单位是焦耳，它与卡的关系为 1cal = 4.18 J。 注意——不能说 → 系统的温度越高则热量越大； 不能说 → 系统的某状态具有多少热量或功。 ★说明： (1) Q, △E, A 都是对系统而言。 2. 热力学第一定律 （体现能量守恒）—— 第一类永动机不可能实现（第一类永动机：不消耗任何能量却能够不断对外作功的机器） 系统吸热 系统内能增量 系统对外作功 热力学第一定律 (2) Q, A 都是过程量 A — 通过物体作宏观位移来完成。 A 0, 系统对外做功；A 0, 外界对系统做功。 Q — 通过分子之间相互作用来完成。 Q 0, 系统吸热； Q 0，系统放热 A 与 Q 都是系统与外界能量传递或转换的量度。 (3) E— ( 态函数 ) 是系统内所有分子热运动的动能、振动势能、分子间相互作用势能（此项常常忽略）之和，只与状态有关。 (4) 热力学第一定律的微分形式 上式表明气体在微过程中吸收的热量等于气体内能的增量加上气体对外做的功。 （5）热力学第一定律的积分形式