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普通高等教育“十一五”国家级规划教材
本章的根本要求
本章的根本要求
q深入理解热力学第一定律的实质，熟练掌握热力
学第一定律及其表达式。能够正确、灵活地应用
热力学第一定律表达式来分析计算工程实际中的
有关问题。
q掌握能量、储存能、热力学能、迁移能的概念
q掌握体积变化功、推动功、轴功和技术功的概念
及计算式。
q焓的定义
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§2－1热力学第一定律的实质
§2－1热力学第一定律的实质
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19世纪30-40年代，迈尔·焦耳〔德国医生〕发现
并确定了能量转换与守恒定律。恩格斯将这列为19世
纪三大发现之一〔细胞学说、达尔文进化论〕。
能量转换与守恒定律定律指出：一切物质都具有
能量。能量既不可能创造，也不能消灭，它只能在一
定的条件下从一种形式转变为另一种形式。而在转换
中，能量的总量恒定不变。
至今为止，没有一个人提出一个事实不符合这条
自然规律的，相反，在各个领域：天文、地理、生物、
化学、电磁光、宏观、微观各领域都遵循
这条规律。
热力学是研究能量及其特性的科学，它必然要遵循这
条规律。
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Ø热力学第一定律是能量守恒与转换定律在热力学中的
应用，它确定了热力过程中各种能量在数量上的相互关系。
Ø在工程热力学的范围内，主要考虑热能与机械能之间
的相互转换与守恒，因此热力学第一定律可表述为：热可
以变为功，功也可以变为热，在相互转变时能的总量是不
变的。
Ø根据热力学第一定律，为了获得机械能，那么必须花
费热能或其他形式能量，第一类永动机是不可能实现的。
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2.2系统储存能
2.2系统储存能
Ø能量是物质运动的度量，运动有各种不同的形态，相应的
就有各种不同的能量。
Ø系统储存的能量称为储存能，它有内部储存能与外部储存
能之分。系统的内部储存能即为热力学能
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一、内能〔热力学能〕
热力学能是储存在系统内部的能量，它与系统内工
质的内部粒子的微观运动和粒子的空间位置有关，是以
下各种能量的总和：
分子热运动形成的内动能。它是温度的函数。
分子间相互作用形成的内位能。它是比体积和温度的
函数。
维持一定分子结构的化学能、原子核内部的原子能及
电磁场作用下的电磁能等。
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1.热力学能：
符号：U
单位：焦耳〔J〕
2.比热力学能：〔1kg物质的热力学能〕
符号：u
单位：J/kg
热力学能是状态参数，是热力状态的单值函数：
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二、外部储存能
需要用在系统外的参考坐标系测
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