热力学第一定律

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热力学第一定律能量守恒定律对非孤立系统的扩展。此时能量可以以W热量Q的形式传入或传出系统。即:

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

式中\Delta E_{\rm int}为系统内能的变化量,若外界对该系统做功,则W为正值,反之为负值。

写成微分形式为:

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

阐述方式[编辑]

  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. 系统在绝热状态时,功只取决于系统初始状态和结束状态的能量,和过程无关。
  3. 孤立系统的能量永远守恒。
  4. 系统经过绝热循环,其所做的为零,因此第一类永动机是不可能的(即不消耗能量做功的机械)。
  5. 两个系统相互作用时,功具有唯一的数值,可以为正、负或零。

热力学第一定律功率平衡方程[编辑]

\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)

这里 :

  • \qquad {dE_\mathrm{sys}\over dt} 系统随时间的变化量。
  • \qquad \dot{Q_\mathrm{i}} 通过系统边界的热量。
  • \qquad \dot{W_\mathrm{j}} 通过系统边界的功。
  • \qquad \dot{m_\mathrm{e}} 流入系统内部的质量流。
  • \qquad \dot{m_\mathrm{a}} 流到系统外部的质量流。
  • \qquad h 特别焓
  • \qquad g\cdot z 质量流所具有的势能
  • \qquad {1\over 2}c^2 质量流所具有的动能

特例以及简化形式:

注释[编辑]

參閱[编辑]

参考资料[编辑]