本文目录一览:
- 1、热力学的第一定律是什么?
- 2、热力学第一定律是什么?
- 3、热力学第一定律
- 4、热力学第一定律是什么
- 5、热力学第一定律是什么?
- 6、热力学第一定律是什么
- 7、热力学第一定律
- 8、热力学第一定律
- 9、什么是热力学第一定律
热力学的第一定律是什么?
热力学第一定律数学表达式 △U=Q+W。△U内能的该变量、Q热量、W表示功。
表述形式:热量可以从一个物体传递到另一个物体,也可以与机械能或其他能量互相转换,但是在转换过程中,能量的总值保持不变。其推广和本质就是著名的能量守恒定律。
符号法则:①W>0,表示外界对系统做功;W<0,表示系统对外界做功;②Q>0,表示系统吸热;Q<0,表示系统放热;③△U>0,表示系统内能增加;△U<0,表示内能减少。
如果事先不便确定其正负,可以先假定它为正,在定量计算出结果后再作出判断。若大于零,说明与原假定的相同,为负则相反。必须指出的是,一般来说系统对外界做功,表现出系统体积膨胀;外界对系统做功,系统体积则被压缩。
但在某些特定条件下,例如气体自由膨胀(外界为真空)时,气体就没有克服外力做功。另外,在判断内能变化时,还必须结合物态变化以及能的转化与守恒来进行。
实例,压缩空气,气体的体积减小,外界对系统做正功w为正值;气体膨胀,气体的体积增大,系统对外界做正功W为负值。
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发展简史:
1775年,法国科学院宣布“本科学院以后不再审查有关永动机的一切设计”。这说明在当时科学界,已经从长期所积累的经验中,认识到制造永动机的企图是没有成功的希望的。
从1840年开始,焦耳先后近二十年的时间以不同的实验方法来测定热功当量。在1842年,麦尔(J. R. von Mayer),表述了物理、化学过程中各种“力”(即现在所说的能量)的转化和守恒的思想。迈尔是历史上第一个提出能量守恒定律并计算出热功当量的人,但这在当时未受到重视。
1843年焦耳公开发表论文,强调了自然界的能是等量转换、不会消灭的,哪里消耗了机械能或电磁能,总在某些地方能得到相当的热。
1847年,亥姆霍兹(H. V. Helmholtz)系统地从力学定律阐述了机械运动、热、电、磁中的“力”的相互转化和守恒规律。
1851年,汤姆逊(W. Thomson,即,开尔文勋爵)将“能量”的概念引入了热力学中,澄清了守恒定律中的“力”的意义。
在1850年的时候,科学界已经公认能量守恒定律是自然界的规律。此后,焦耳通过各种实验手段精确的测定了热功当量,为能量守恒定律提供无可置疑的证据。
在热力学第一定律确定之前,人们一直尝试各种办法制造永动机(一种既不依靠外界提供能量,本身也不减少能量,但却可以持续不断的对外提供能量而工作的机器,称为第一类永动机)。
很显然,第一类永动机是不能实现的,因为他违背热力学第一定律;所以热力学第一定律又可以描述为“第一类永动机是不可能造成的”。
参考资料来源:百度百科-热力学第一定律
热力学第一定律是什么?
热力学的基本公式:
理想气体定律:pV=nRT,以下V为摩尔体积,也就是V/n。
热容之间关系:Cp=Cv+R,γ(比热比容)=Cp/Cv。
热力学第一定律:dU=dq+dw,w为外力对系统做功。
∵w=-∫fdl=-∫pSdl=-∫pdV。
∴dU=dq-pdV。
∵q是关于T的函数,所以U可表示为T、V的函数。
∴dU=CvdT+CtdV,对于理想气体而言,Ct为零,对于真实气体而言,Ct很小。
热力学的四大定律简述
热力学第零定律——如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡(温度相同),则它们彼此也必定处于热平衡。
热力学第一定律——能量守恒定律在热学形式的表现。热力学第二定律——力学能可全部转换成热能, 但是热能却不能以有限次的实验操作全部转换成功 (热机不可得)。
热力学第三定律——绝对零度不可达到但可以无限趋近。热力学第零定律用来作为进行体系测量的基本依据,其重要性在于它说明了温度的定义和温度的测量方法。
热力学第一定律与能量守恒定律有着极其密切的关系,热力学第二定律是在能量守恒定律建立之后,在探讨热力学的宏观过程中而得出的一个重要的结论。
热力学第一定律
恩,应该说系统对外做功,能量降低,外界对系统做功系统,能量增加。
至于吸放热,就要依条件了,如果放入绝热密闭的容器,就不会吸放热,而是只把原有的能量进行转化。
我有一个例子可以解释这两个问题
去一个塑料瓶,去一个胶塞,在上面打一个孔,插上皮管,在瓶中加入少许酒精,用胶塞塞紧塑料瓶,使之密闭,用打气筒快速打气,用手触碰瓶壁会感到发热,这就是外界对系统做功的过程,能量升高,温度上升,发生散热。
继续打气,胶塞会被气压压出,此时会看到瓶中出现白雾,那是酒精蒸汽液化所致,所以可以说明系统对外做功,能量降低,温度降低,发生吸热。
微观,对外做功是体积膨胀,分子势能减小(一般到达可做功的程度分子势能无法忽略)能量减少,体现到热量的方面,就是放热。外界对气体做功恰相反。
我是高三的,学这部分是我就是这么理解的,希望对你有帮助。
热力学第一定律(the first law of thermodynamics)就是不同形式的能量在传递与转换过程中守恒的定律,表达式为△U=Q+W。表述形式:热量可以从一个物体传递到另一个物体,也可以与机械能或其他能量互相转换,但是在转换过程中,能量的总值保持不变。其推广和本质就是著名的能量守恒定律。
该定律经过迈尔 J.R.Mayer、焦耳 J.P.Joule等多位物理学家验证。热力学第一定律就是涉及热现象领域内的能量守恒和转化定律。十九世纪中期,在长期生产实践和大量科学实验的基础上,它才以科学定律的形式被确立起来。
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应用
(一)制冷压缩机
工质流入和流出这类设备时,宏观动能与重力势能的变化相对于外界提供的轴功ws的量值来说很小,可以忽略不计;工质流经这类设备向外界的散热量也相对很小,可近似为绝热的,即q=0。于是由(1-2-3)式可得:
-ws=h2-h1 (1-2-4)
式1-2-4表明,制冷压缩机消耗的外功大小等于工质在压缩机出口和入口的焓差,即等于工质焓的增加。
(二)热交换器
工质流经热交换器时,只通过传热与外界交换能量,没有轴功,即ws=0;其宏观动能与重力势能的变化相对于传递的热量也很小,可忽略不计。于是,由式(1-2-3)可得:
q=h2-h1 (1-2-5)
对于制冷系统的蒸发器,液态制冷剂在其中吸收周围物体或介质的热量沸腾汽化,q>0,焓增加,即在蒸发器中工质吸收的热量等于其焓的增加;对于制冷系统的冷凝器则与蒸发器恰好相反,气态制冷剂在其中向周围介质放热冷凝液化,q<0,焓减少,即在冷凝器中工质放出的热量等于其焓的减少。
(三)节流装置
在制冷系统中,工质流经节流装置时,由于流道截面突然缩小,需克服局部阻力而导致压力下降,温度也同时下降,工质流经节流装置所历时间很少,可近似为绝热的(故称绝热节流),即q=0;工质进出节流装置时宏观动能与重力势能的变化都很小,可以忽略不计,节流过程工质与外界无功交换,ws=0。因此,由式(1-2-3)可得:
h1=h2
可见,工质经历绝热节流,在节流装置入口与出口处的焓是相等的。
综合上述可以看出,流动工质的焓在能量转换或转移关系中的重要作用,焓是随工质流动而转移、并由工质热力状态所决定的能量。
参考资料:百度百科-热力学第一定律
热力学第一定律是什么
热力学第一定律(the first law of thermodynamics)就是不同形式的能量在传递与转换过程中守恒的定律,表达式为△U=Q+W。表述形式:热量可以从一个物体传递到另一个物体,也可以与机械能或其他能量互相转换,但是在转换过程中,能量的总值保持不变。其推广和本质就是著名的能量守恒定律。
该定律经过迈尔 J.R.Mayer、焦耳 J.P.Joule等多位物理学家验证。热力学第一定律就是涉及热现象领域内的能量守恒和转化定律。十九世纪中期,在长期生产实践和大量科学实验的基础上,它才以科学定律的形式被确立起来。
表述方式:
物体内能的增加等于物体吸收的热量和对物体所作的功的总和。
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。
孤立系统的能量永远守恒。
系统经过绝热循环,其所做的功为零,因此第一类永动机是不可能的(即不消耗能量做功的机械)。
两个系统相互作用时,功具有唯一的数值,可以为正、负或零。
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热力学第三定律
热力学第三定律通常表述为绝对零度时,所有纯物质的完美晶体的熵值为零。 或者绝对零度(T=0K即-273.15℃)不可达到。
R.H.否勒和E.A.古根海姆还提出热力学第三定律的另一种表述形式:任何系统都不能通过有限的步骤使自身温度降低到0K,称为0K不能达到原理。
参考资料来源:百度百科-热力学第一定律
热力学第一定律是能量守恒与转换定律在热现象中的应用, 它确定了热力过程中热力系与外界进行能量交换时, 各种形态能量数量上的守恒关系。热力学第一定律是热力学的基本定律,是一个包括热现象在内的能量守恒与转化的定律。
热量必须与过程相联系,只有发生过程才有吸收或放出热量可言。系统从某一状态变到另一状态,若其过程不同,则吸或放的热量也会不同。
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焦耳与热一定律
在18世纪中期,很多人认为物体的冷热是由其所含的“热质”或者”热素“这样一种物质的多少所决定的,含热质越多,它就越热。“热质”没有质量,无孔不入,不生不灭。这样就将热和功割裂开来,分别研究。
后来蒸汽机这种将热转变为功的机器被发明、改良并被广泛应用之后。人们对热和功的关系产生了极大的兴趣,许多人觉得热和功可能就是一回事,而且具有定量的转化关系。法国、俄国、德国的多位科学家都表述了相应的类似观点。但这些都停留在理论分析之上。
德国的医生、物理学家迈耶(有的书上也叫迈尔)在1841-1843年间提出了热与机械运动之间相互转化的观点,这是热力学第一定律第一次被提出来。
迈尔在一次驶往印度尼西亚的航行中,给生病的船员做手术时,发现血的颜色比温带地区的新鲜红亮,这引起了迈尔的深深的思考。
他认为食物中含有的化学能可转化为热能,在热带情况下,机体中燃烧过程减慢,因而留下了较多的氧。迈尔的结论是:“力(能量)是不灭的,而是可转化的,不可称量的客体”。
并在1841年、1842年撰文发表了他的观点,在1845年的论文中,更明确写道:”无不能生有,有不能变无。” “在死的或活的自然界中,这个力(能)永远处于循环和转化之中。”
至此,热一定律或者能量守恒定律只是停留在理论分析基础上。直到1847年勤劳的焦耳开始了著名的"焦耳实验"。他在量热器里装了水,中间安上带有叶片的转轴,然后让下降重物带动叶片旋转,由于叶片和水的磨擦,水和量热器都变热了。
根据重物下落的高度,可以算出转化的机械功;根据量热器内水的升高的温度,就可以计算水的内能的升高值。将两数比较就可以求出热功当量的准确值来。
参考资料来源:百度百科-热力学定律
热力学第一定律(the first law of thermodynamics)就是不同形式的能量在传递与转换过程中守恒的定律,表达式为Q=△U+W。表述形式:热量可以从一个物体传递到另一个物体,也可以与机械能或其他能量互相转换,但是在转换过程中,能量的总值保持不变。
该定律经过迈耳 J.R.Mayer、焦耳 T.P.Joule等多位物理学家验证。热力学第一定律就是涉及热现象领域内的能量守恒和转化定律。十九世纪中期,在长期生产实践和大量科学实验的基础上,它才以科学定律的形式被确立起来。
定律定义
表述形式:热量可以从一个物体传递到另一个物体,也可以与机械能或其他能量互相转换,但是在转换过程中,能量的总值保持不变。
普遍的能量转化和守恒定律在一切涉及热现象的宏观过程中都有具体表现。
在工程热力学范围内,热力学第一定律可表述为:热能和机械能在转移或转换时,能量的总量必定守恒。
基本内容:热可以转变为功,功也可以转变为热;消耗一定的功必产生一定的热,一定的热消失时,也必产生一定的功。
数学式的表达为:Q=△U+W
在热力学中,系统发生变化时,设与环境之间交换的热为Q(吸热为正,放热为负),与环境交换的功为W(对外做功为负,外界对物体做功为正),可得热力学能(亦称内能)的变化为
△U=Q+W
物理中普遍使用第一种,而化学中通常是说系统对外做功,故会用后一种。
普遍的能量转化和守恒定律是一切涉及热现象的宏观过程中的具体表现。热力学的基本定律之一。
热力学第一定律是对能量守恒和转换定律的一种表述方式。
阐释说明
热力学第一定律的另一种表述是:第一类永动机是不可能造成的。这是许多人幻想制造的能不断地做功而无需任何燃料和动力的机器,是能够无中生有、源源不断提供能量的机器。显然,第一类永动机违背能量守恒定律。
适用范围
热力学第一定律本质上与能量守恒定律是的等同的,是一个普适的定律,适用于宏观世界和微观世界的所有体系,适用于一切形式的能量。
自1850年起,科学界公认能量守恒定律是自然界普遍规律之一。能量守恒与转化定律可表述为:
自然界的一切物质都具有能量,能量有各种不同形式,能够从一种形式转化为另一种形式,但在转化过程中,能量的总值不变。
热力学第一定律是能量守恒与转化定律在热现象领域内所具有的特殊形式,是人类经验的总结,也是热力学最基本的定律之一。
应用领域
热容量与焓
热力学第一定律在p-V系统中的应用。
对于气体、液体和各向同性的固体,在不考虑表面张力和没有外力场的情况下,它们的状态可以用p、V、T三个量中的任意两个作为状态参量来描述,这样的物体系统为p-V系统。
对于p-V系统,在无限小的准静态过程中,外界对系统所做的微量功dW=-pdV,因此,热力学第一定律微分形式可表示为 dQ=dU+pdV
热力学第一定律对理想气体的应用
热力工程上实施热力过程的目的有两点:一是实现预期的能量转换;二是达到预期的状态变化。
在热力设备中常以气体为工作物质(简称“工质”),分析气体在几种典型的热力学过程中状态的变化及能量的转换规律,是有实际意义的。为简单计,我们只以理想气体为工质,并一般的只限于讨论可逆过程。
定律影响
热力学第一定律是热力学的基础,而且在能源方面有广泛的应用,能源是人类社会活动的物质基础,社会得以发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用,能量资源的范围随着科学技术的发展而扩大,所以热力学第一定律的广阔发展前景也将越来越光明。
对热力学第一定律的理解
热力学第一定律是什么
热力学第一定律就是能量守恒定律。
不同形式的能量在传递与转换过程中守恒的定律,表达式为△U=Q+W。表述形式:热量可以从一个物体传递到另一个物体,也可以与机械能或其他能量互相转换,但是在转换过程中,能量的总值保持不变。
该定律经过迈尔 J.R.Mayer、焦耳 J.P.Joule等多位物理学家验证。热力学第一定律就是涉及热现象领域内的能量守恒和转化定律。十九世纪中期,在长期生产实践和大量科学实验的基础上,它才以科学定律的形式被确立起来。
扩展资料
1、流体力学的能量守恒定律:
在流体力学中有一种边界层表面效应,又称"伯努利效应“。是指流体速度加快时,物体与流体接触的界面上的压力会减小,反之压力会增加,伯努利效应是流体力学中的能量守恒定律。伯努利因发现这一现象并成功解释它而创立的流体力学。
2、电磁学的能量守恒定律:
根据楞次定律,感应电流所产生的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化,这种阻碍的结果就使得电磁感应的过程中将其他形式的能量转化为电能,感应电流形成回路,再将电能转化为其他形式的能量。楞次定律所揭示的感应电流与原磁场的关系本质仍然是能量转化的关系,即能量守恒定律。
热力学第一定律是什么?
1、能量守恒定律
能量守恒定律即热力学第一定律是指在一个封闭系统的总能量保持不变。其中总能量一般说来已不再只是动能与势能之和,而是静止能量、动能、势能三者的总量。
能量守恒定律可以表述为:一个系统的总能量的改变只能等于传入或者传出该系统的能量的多少。总能量为系统的机械能、热能及除热能以外的任何内能形式的总和。
2、动量守恒定律
一个系统不受外力或合外力为零,该系统的动量保持不变。即Δp1=-Δp2
3、角动量守恒定律
对于质点,角动量定理可表述为:质点对固定点的角动量对时间的微商,等于作用于该质点上的力对该点的力矩。
动量守恒定律的定律特点
矢量性
动量是矢量。动量守恒定律的方程是一个矢量方程。通常规定正方向后,能确定方向的物理量一律将方向表示为“+”或“-”。
物理量中只代入大小:不能确定方向的物理量可以用字母表示,若计算结果为“+”,则说明其方向与规定的正方向相同,若计算结果为“-”,则说明其方向与规定的正方向相反。
热力学第一定律是什么
热力学第一定律(the first law of thermodynamics)是涉及热现象领域内的能量守恒和转化定律,反映了不同形式的能量在传递与转换过程中守恒。
表述为:物体内能的增加等于物体吸收的热量和对物体所作的功的总和。即热量可以从一个物体传递到另一个物体,也可以与机械能或其他能量互相转换,但是在转换过程中,能量的总值保持不变。其推广和本质就是著名的能量守恒定律。
该定律经过迈尔(J.R.Mayer)、焦耳(J.P.Joule)等多位物理学家验证。十九世纪中期,在长期生产实践和大量科学实验的基础上,它才以科学定律的形式被确立起来。
表述方式
物体内能的增加等于物体吸收的热量和对物体所作的功的总和,表达式为△U=Q+W。
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。
孤立系统的能量永远守恒。
系统经过绝热循环,其所做的功为零,因此第一类永动机是不可能的(即不消耗能量做功的机械)。
热力学第一定律
1.以电阻丝为研究对象,电流对电阻丝做功W为正,温度升高内能增加,对DU为正,对水放热,Q为负。
2.以电阻丝和水系统为研究对象,电流依然对电阻丝做功,W依然为正,温度升高,内能增加,这个系统对外放热,Q为负。
3.因为能量守恒,故系统总能量不变!DU,Q,W都为0
能量守恒定律应用到热力学上,就是热力学第一定律。换句话说,热力学第一定律就是能量转化和守恒定律在热现象过程中具体的数量关系,即内能和其他形式的能相互转化的数量关系。该定律说明对任一热力学系统从一个状态变化到另一状态的过程中,外界向该系统传递的热量,一部分用来增加系统的内能,另一部分则用于系统对外做功。
热力学第一定律的数字表达式为:ΔE=W+Q,式中ΔE表示系统的内能变化量,W表示外界对系统做功,Q表示系统吸收外界的热量。从上式可见,系统的内能增量等于系统从外界吸收的热量和外界对系统做功的和。在使用这个定律时要注意三个量的符号处理:外界对系统做功,W取正值,系统对外做功W取负值,若系统的体积不变,则W=0;系统从外界吸热,Q取正值,系统对外界放热,Q取负值;系统的内能增加,ΔE取正值,系统的内能减少,ΔE取负值。
在制冷技术中,可以用热力学第一定律来分析各种热力过程中热能、机械能的数量变化及其分配关系。例如,应用热力学第一定律分析制冷循环时,可以得到结论:在压缩式制冷循环中,所消耗的机械能加上从低温热源获取的冷量必然等于制冷剂在冷凝器中放给冷却水或空气的热量。
热力学第一定律
热力学第一定律内容:物体内能的增量(ΔU)等于外界对物体做的功(W)和物体吸收的热量(Q)的总和。
表达式:W+Q=ΔU。
符号法则:外界对物体做功,W取正值,物体对外界做功,W取负值;物体吸收热量,Q取正值,物体放出热量,Q取负值;物体内能增加,ΔU取正值,物体内能减少,ΔU取负值。
热力学第一定律的实质
1、物体内能的增加等于物体吸收的热量和对物体所作的功的总和。
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,其所做的功为零,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。
以上内容参考:百度百科-热力学第一定律
什么是热力学第一定律
热力学第一定律表示能量在运转中的恒定性。具体解释如下:
1、热力学第一定律,也称为能量守恒定律,是物理学中的一个基本定律,它描述了能量在转化和传递过程中保持恒定的性质。这个定律表明,能量不能被创造或消除,只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体传递给另一个物体。
2、具体来说,热力学第一定律可以表述为。能量只能从一种形式转换为另一种形式,或者从一个物体传递给另一个物体,在转换和传递的过程中,能量的总和保持不变。这种总和包括动能、势能、内能、电能等所有形式的能量。
3、热力学第一定律在日常生活和工业生产中都有着广泛的应用。例如,当一个物体燃烧时,它释放出的化学能会转化为热能和光能。又比如,当一个物体自由落体时,它的势能会转化为动能。这个定律对于设计和管理能源系统、制定能源政策。
光热相关资料
1、光热是指光和热量的相互作用和转化。光热是太阳能的一种重要利用形式,它可以通过太阳能集热器等设备将太阳光转化为热能,用于供暖、制冷、工业加工、农业种植等方面。
2、光热利用的基本原理是热力学中的黑体辐射理论。黑体是一种理想化的物体,它能够吸收并辐射出所有波长的电磁波,包括可见光和不可见光。在光热利用中,我们通常将太阳能集热器设计成类似于黑体的结构,使其能够最大限度地吸收太阳光并转化为热能。
3、光热利用的方式有多种,包括槽式太阳能集热器、抛物面反射镜、聚焦型太阳能集热器等。槽式太阳能集热器是一种常见的太阳能集热器,它由一系列抛物线形状的槽线组成,能够将太阳光反射并集中到集热器内部的吸热器上,将吸热器中的液体或气体加热。