功 热量 内能 热力学第一定律.ppt

9.3 功 热量 内能 热力学第一定律 一、功 热量 内能 热力学系统与外界传递能量的两种方式 做功 传热 1.功 (A) 定义：力对位移的积累. 单位：焦耳（J） 气体膨胀时功系统对外界所做的功的计算： 元功：dA＝ Fdx = PS  dx=P dV 2热量 (Q) P－V图上过程曲线下的面积即 A的大小。 在热力学中，系统对外界做功，可以改变系统的状态。 1）功是能量传递和转化的一种方式——是通过机械运动来完成的。 2）功是过程量。与作用过程有关的物理量。 热量是传热过程中所传能量的多少 单位：J，Cal，1Cal=4.18J 3.内能 (E ) 1)热量的传递也可改变系统的状态。也是能量传递和转化的一种方式。其条件是系统和外界的温度不同。 2)传热的微观本质：通过分子的无规则运动能量——实现能量的传递。 3)热量是一个过程量。 4)注意点：热质说的错误。 实验表明： Q1+A1= Q2+A2 与过程无关。 于是类似于势能的引入那样，引入内能： Q+A= E2 - E1 E1 、E2分别称为状态1、状态2的内能 1）内能是状态的单值函数。内能的改变仅与初、末状态有关，与所经历的过程无关。 通过作功改变系统内能的实质是：分子的有规则运动能量 和分子的无规则运动能量的转化和传递。 2）一般物质的内能包含系统内： (1)分子热运动的动量； (2)分子间势能和分子内的势能； (3)分子内部、原子内部运动的能量； 等等。 2）注意点：内能与机械能的区别 实验证明：系统从外界吸收的热量 Q ，一部分使其内能增加 E ，另一部分则用以对外界做功 A 。即： 对于无限小的状态变化过程，热力学第一定律可表示为 正负号规定的说明： 系统吸热 ： 系统对外做功 ： ； 外界对系统做功 ： ； 系统放热 ： 二、热力学第一定律 Q 说明： 1）是实验规律。 2）热力学第一定律是能量守衡和转换定律在热力学的表现，是自然界最普遍的基本规律。 3）第一类永动机：不需要任何动力和燃料的机械装置。 另一种表述：第一类永动机是不可能制成的。 4）适用于任何系统的任何过程(非准静态过程亦成立)。