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熱力學第一定律

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熱力學第一定律能量守恆定律對非孤立系統的擴展。此時能量可以以W熱量Q的形式傳入或傳出系統。即:

\qquad \mathrm \Delta E_{\rm int}= Q + W

式中\Delta E_{\rm int}為系統內能的變化量,若外界對該系統做功,則W為正值,反之為負值。

寫成微分形式為:

\qquad \mathrm dE_{\rm int} = \delta Q + \delta W

闡述方式[編輯]

  1. 物體內能的增加等於物體吸收的熱量和對物體所作的的總和。
  2. 系統在絕熱狀態時,功只取決於系統初始狀態和結束狀態的能量,和過程無關。
  3. 孤立系統的能量永遠守恆。
  4. 系統經過絕熱循環,其所做的為零,因此第一類永動機是不可能的(即不消耗能量做功的機械)。
  5. 兩個系統交互作用時,功具有唯一的數值,可以為正、負或零。

熱力學第一定律功率平衡方程式[編輯]

\qquad {dE_\mathrm{sys}\over dt} =\sum_{i} \dot{Q_\mathrm{i}} + \sum_{j} \dot{W_\mathrm{j}} + \sum_{e} \dot{m_\mathrm{e}} \cdot \left(h_\mathrm{e} + g\cdot z_\mathrm{e} + {1\over 2}c_\mathrm{e}^2 \right) - \sum_{a} \dot{m_\mathrm{a}} \cdot \left(h_\mathrm{a} + g\cdot z_\mathrm{a} +  {1\over 2}c_\mathrm{a}^2 \right)

這裡:

  • \qquad {dE_\mathrm{sys}\over dt}系統隨時間的變化量。
  • \qquad \dot{Q_\mathrm{i}}通過系統邊界的熱量。
  • \qquad \dot{W_\mathrm{j}}通過系統邊界的功。
  • \qquad \dot{m_\mathrm{e}}流入系統內部的質量流。
  • \qquad \dot{m_\mathrm{a}}流到系統外部的質量流。
  • \qquad h 特別焓
  • \qquad g\cdot z質量流所具有的勢能
  • \qquad {1\over 2}c^2質量流所具有的動能

特例以及簡化形式:

注釋[編輯]

參閱[編輯]

參考資料[編輯]