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热力学第一定律

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1 拼音

rè lì xué dì yī dìng lǜ

2 注解

在研究热力学问题时,需首先确定研究的对象,即所谓体系。体系的外界称为环境。体系的确定是根据研究的需要人为划分的。为了研究方便,通常把化学反应中所有的反应物和生成物当作为体系。当着眼于体系与环境之间的能量和物质的交换情况时,可将体系分成三种:与环境之间既有物质交换又有能量交换的体系叫敞开体系;与环境之间无物质交换而有能量交换的体系叫封闭体系;与环境之间既无物质交换又无能量交换的体系叫孤立体系。由于通常把反应中所有反应物和生成物选作为体系,因此化学反应是封闭体系。体系与环境之间可以有能量交换也可以没有能量交换,但是,大量的事实说明宇宙间的总能量是守恒的,即能量既不创生也不能消灭,这就是能量守恒定律。

对于一个封闭体系,体系的热力学能为U1,体系从环境吸收热量Q,同时体系又对环境做功W,这时体系的热力学能变为U2。根据能量守恒得到

U1 Q-W=U2

U2-U1=Q-W

即 ΔU= Q-W

这就是热力学第一定律。因此,热力学第一定律就是能量守恒定律在热力学上的具体体现。我们规定体系吸收热量Q为正值,体系放出热量Q为负值;体系对环境做功W为正值,环境对体系做功W为负值。体系热力学能增加ΔU为正值,体系热力学能减少ΔU为负值。

体系热力学能U是状态函数。就是说,体系的状态确定了,体系的热力学能也就确定了。即体系热力学能变化(ΔU)只取决于体系的终了状态与起始状态,与体系从始态变到终态的历程无关。

功和热是非状态函数。我们不能说体系具有多少功或多少热,只能说体系与环境交换了多少功和热。交换的功和热的大小不仅与体系的始末状态有关,还与体系从始态变化到终态的历程有关。所以功和热也叫过程函数。

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开放分类:热力学
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  • 评论总管
    2021/1/23 20:07:40 | #0
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本页最后修订于 2010年3月22日 星期一 13:26:51 (GMT+08:00)
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