热力学第一定律,也被称为能量守恒和转换定律,内容如下:
1. 热力学系统在任一过程中所吸收的热量等于系统内能的增加量,即热量 Q 等于内能的变化量 ΔU,即 Q = ΔU。
2. 热力学系统能量的变化等于外来作功和热量的总和。也就是说,一个热力学系统从外界吸收的热量可以转化为其他形式的能量,但能量的变化总量是一定的。
3. 热力学第一定律的另一种表述是:第一类永动机不可能制成,即自然界不可能从单一热源吸收热量,并将这热量完全变为功而不产生其他影响。
以上就是热力学第一定律的主要内容,它深刻地揭示了热现象的本质和热力学的规律,是热力学的基本定律之一。
内能的变化量可以等于外界向系统传递的热量减系统向外界传递的热量。即:ΔU = Q + W。
例题:
假设在一个封闭的容器中有一杯热水(假设为60度),现在有一个隔热良好的容器,将热水倒入其中,假设热水在倒入过程中没有热量损失,那么在一段时间后,容器中的水会冷却到室温。在这个过程中,热力学第一定律会发挥作用。
首先,我们观察到热水的内能增加了,这是因为热水从高温状态变成了低温状态。这个过程是通过热传导完成的,即热能从高温物体传递到低温物体。