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热力学第一定律基本概念体系（system ）:作为研究对象的部分物质及其空间环境（surrounding ）:体系以外且与体系密切相关的物质及其所在空间 敞开体系，封闭体系，绝热体系，孤立体系 状态：体系宏观性质的总和状态性质：描述体系状态的宏观物理量。
广度性质，强度性质 状态函数：依赖其他状态变量的状态性质称为状态函数 状态函数的数学性质：单值，连续，可微的函数；在状态图上是连续变化的单值平滑曲线 若 Z = f (x, y) 为状态函数，则有全微分：Z Z dZ dx dy x y ⎛⎫∂∂⎛⎫=+ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ 0dZ =⎰ 22Z Zx y y x ∂∂=∂∂∂∂1y xZ Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 过程：发生状态变化的方式 途径：完成某一变化的具体步骤等温过程，等压过程，等容过程，绝热过程，节流过程，循环过程，卡诺循环 热力学平衡：力平衡，热平衡，相平衡，化学平衡 反应进度热力学第一定律U Q W ∆=+ 或 dU Q W δδ=+U 热力学能（内能）：是体系的广度性质，它是体系中一切形式能量的总和。
如分子，原子的平动能、转动能、振动能，分子，原子，电子及原子核等相互作用的势能；但不包括力场中整体运动的动能、势能；绝对值不可知。
Q 热：体系与环境由于温度的差别所交换的能量。
是以分子无序运动相互碰撞传递能量的方式。
体系从环境吸热为正值，反之为负值。
W 功：体系与环境之间除热的形式以外所交换的能量，是体系和环境间以物质分子宏观有序运动传递能量的方式。
环境对体系作功为正值，反之为负值。
W 的计算：W p dV p dV δ=-≠-外体反抗恒外压：Wp V =-∆外理想气体等温可逆过程：W = nRTln(V 2/V 1) = nRTln(p 1/p 2)理想气体绝热可逆过程：W = nC v,m (T 2 -T 1) = (p 2 V 2－p 1V 1)/(γ－1)理想气体绝热不可逆过程：W = nC v,m (T 2 -T 1) = p 外(V 2－V 1)＝nRp 外(T 2/p 2－T 1/p 1)Q 的计算：显热（封闭体系，无相变化，无化学反应）,21()V V m Q nC T T =-，,21()p p m Q nC T T =-潜热（相变过程）恒压可逆相变：Q Qp H ==∆相变不可逆相变：Q U W =∆-化学反应热Hess 定律， 生成热， 燃烧热， 离子生成热，键焓 Kirchhoff 定律 p v Q Q nRT =+∆ 焓定义式： H = U + pV ∆H = ∆U + ∆(pV) 理想气体等温过程：∆H ＝ ∆U ＝0 Joule — Thomson 效应1HT T H p Cp p μ⎛⎫⎛⎫∂∂==-⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭卡诺热机效率：122122Q Q T T Q T η+-==热力学第二定律概念自发过程：不需外力帮助就能进行的过程，其显著特点就是它具有热力学的不可逆性。
热力学第一定律功：δW ＝δW e ＋δW f（1）膨胀功 δW e ＝p 外dV 膨胀功为正，压缩功为负。
（2）非膨胀功δW f ＝xdy非膨胀功为广义力乘以广义位移。
如δW （机械功）＝fdL ，δW （电功）＝EdQ ，δW （表面功）＝rdA 。
热 Q ：体系吸热为正，放热为负。
热力学第一定律： △U ＝Q —W 焓 H ＝U ＋pV 理想气体的内能和焓只是温度的单值函数。
热容 C ＝δQ/dT（1）等压热容：C p ＝δQ p /dT ＝ （∂H/∂T ）p （2）等容热容：C v ＝δQ v /dT ＝ （∂U/∂T ）v 常温下单原子分子：C v ，m ＝C v ，m t ＝3R/2常温下双原子分子：C v ，m ＝C v ，m t ＋C v ，m r ＝5R/2 等压热容与等容热容之差：（1）任意体系 C p —C v ＝[p ＋（∂U/∂V ）T ]（∂V/∂T ）p （2）理想气体 C p —C v ＝nR 理想气体绝热可逆过程方程：pV γ＝常数 TV γ-1＝常数 p 1-γT γ＝常数 γ＝C p / C v 理想气体绝热功：W ＝C v （T 1—T 2）＝11－γ（p 1V 1—p 2V 2） 理想气体多方可逆过程：W ＝1nR－δ（T 1—T 2） 热机效率：η＝212T T T － 冷冻系数：β＝－Q 1/W 可逆制冷机冷冻系数：β＝121T T T －焦汤系数： μJ －T ＝H p T ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂＝－()pT C p H ∂∂ 实际气体的ΔH 和ΔU ：ΔU ＝dT T U V ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂＋dV V U T ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ ΔH ＝dT T H P ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂＋dp p H T⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 化学反应的等压热效应与等容热效应的关系：Q p ＝Q V ＋ΔnRT 当反应进度 ξ＝1mol 时， Δr H m ＝Δr U m ＋∑BB γRT化学反应热效应与温度的关系：()()()dT B C T H T H 21T T m p B1m r 2m r ⎰∑∆∆，＋＝γ热力学第二定律Clausius 不等式：0TQS BAB A ≥∆∑→δ—熵函数的定义：dS ＝δQ R /T Boltzman 熵定理：S ＝kln Ω Helmbolz 自由能定义：F ＝U —TS Gibbs 自由能定义：G ＝H －TS 热力学基本公式：（1）组成恒定、不作非膨胀功的封闭体系的热力学基本方程：dU ＝TdS －pdV dH ＝TdS ＋Vdp dF ＝－SdT －pdV dG ＝－SdT ＋Vdp （2）Maxwell 关系：T V S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂＝V T p ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂Tp S ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂＝－p T V ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ （3）热容与T 、S 、p 、V 的关系：C V ＝T VT S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ C p ＝T p T S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂Gibbs 自由能与温度的关系：Gibbs －Helmholtz 公式 ()pT /G ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∆∂T ＝－2T H ∆ 单组分体系的两相平衡： （1）Clapeyron 方程式：dT dp＝mX m X V T H ∆∆ 式中x 代表vap ，fus ，sub 。
第一章 热力学第一定律核心内容：能量守恒 ΔU=Q+W主要内容：三种过程（单纯pVT 变化、相变、化学反应）W 、Q 、ΔU 、ΔH 的计算一、内容提要1．热力学第一定律与状态函数（1）热力学第一定律： ΔU=Q+W （封闭系统） 用途：可由ΔU ，Q 和W 中的任意两个量求第三个量。
（2）关于状态函数（M ）状态函数：p 、V 、T 、U 、H 、S 、A 、G ……的共性： ①系统的状态一定，所有状态函数都有定值；②系统的状态函数变化值只与始终态有关，而与变化的途径无关。
用途：在计算一定始终态间的某状态函数增量时，为了简化问题，可以撇开实际的复杂过程，设计简单的或利用已知数据较多的过程进行计算。
ΔM （实）=ΔM （设）。
这种方法称为热力学的状态函数法。
③对于循环过程，系统的状态函数变化值等于零，即ΔM =0。
此外，对于状态函数还有如下关系：对于组成不变的单相封闭系统，任一状态函数M 都是其他任意两个独立自变量（状态函数）x 、y 的单值函数，表示为M=M(x 、y)，则注意：因为W 和Q 为途径函数，所以Q 和W 的计算必须依照实际过程进行。
⎰-=21V V a m bdV p W ，其中p amb 为环境压力。
Q 由热容计算或由热力学第一定律求得。
dy y M dx x M dM xy ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=)(1循环关系式-=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂x M y M y y x x M )(22尤拉关系式xy M y x M ∂∂∂=∂∂∂1（p 1,V 1,T 1） （p'1,V 1,T 2）2（p 2,V 2,T 2） （p 1,V'1,T 2） VT 将热力学第一定律应用于恒容或恒压过程，在非体积功为零（即w'=0）的情况下有：Q V =ΔU ，Q p =ΔH （H 的定义：H=U+pV ）。
此时，计算Q v 、Q p 转化为计算ΔU 、ΔH ，由于U 、H 的状态函数性质，可以利用上面提到的状态函数法进行计算。
热力学定理热力学第一定律也称热力学第零定律，它揭示了热力学系统与环境之间的关系。
内容是：不可能从单一热源吸收热量使之完全变为有用功而不引起其他变化，或把热量从温度较高的物体传到温度较低的物体而不引起其他变化。
热力学第一定律还表明，作为能源的一种形式，只有从周围环境中不断吸取热量才能向环境做功。
热力学第一定律指出：在任何封闭系统中，如果在不损失能量的情况下，系统中的任何一个过程都不可能转化为功，则该系统必定处于平衡状态，即热力学第一定律的表述方法是：在热力学系统和外界没有相互作用的情况下，系统的一切可逆过程总是自发地进行的。
这样，就可以从数学上将非自发过程区别开来。
由于熵是一个状态参数，所以它表征了一个系统无序、混乱的程度，它描述的是一个过程无序性或混乱程度的大小。
现在是上课时间，我在写作业，看见许多同学在那边说话，我就知道他们肯定没听讲，要不然怎么会这么无聊呢？我写了一会儿，就听见一些吵闹声，我气愤极了，就停下手中的笔，对他们说：“你们能安静一点吗？没看见老师正在上课吗？你们想被老师批评吗？”他们听了我的话，全都乖乖坐好，认真听讲。
我觉得很奇怪，就走到他们身边，看见他们各自拿着笔，快速地算题，过了一会儿，他们抬起头，都在埋怨刚才太吵了，害得他们心神不宁。
又过了一会儿，一个同学忽然站起来问：“老师，刚才是哪一章节啊？”老师回答说：“是《热力学》。
”这位同学接着说：“这章节我们已经学完了。
”老师满脸疑惑地说：“这才学了第一节啊，难道是第二节吗？”同学们立刻欢呼雀跃起来，异口同声地说：“不是第二节，是第一节！”老师十分生气，让同学们马上停下来。
同学们吓坏了，赶紧坐好。
通过这个实验，我觉得我们要认真学习，不懂就要问，不然就是“三只手”了。
比如，物理中的一些公式定律，就得让我们去思考。
比如，关于我们生活中的家电。
我们应该熟悉它们的结构，原理，构造等。
当然，我们更应该多做实验，遇到困难要多向老师请教，不然就得做“三只手”了。
热力学第一定律科技名词定义中文名称：热力学第一定律英文名称：first law of thermodynamics其他名称：能量守恒和转换定律定义：热力系内物质的能量可以传递，其形式可以转换，在转换和传递过程中各种形式能源的总量保持不变。
概述热力学第一定律热力学第一定律：△U=Q+W。
系统在过程中能量的变化关系英文翻译：the first law of thermodynamics简单解释在热力学中，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ΔU = Q+ W或ΔU=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。
定义自然界一切物体都具有能量，能量有各种不同形式，它能从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，在转化和传递过程中能量的总和不变。
英文翻译：The first explicit statement of the first law of thermodynamics, byRudolf Clausiusin 1850, referred to cyclic thermodynamic processes "In all cases in which work is produced by the agency of heat, a quantity of heat is consumed which is proportional to the work done; and conversely, by the expenditure of an equal quantity of work an equal quantity of heat is produced."基本内容能量是永恒的，不会被制造出来，也不会被消灭。
可编辑修改精选全文完整版热力学第一定律科技名词定义中文名称：热力学第一定律英文名称：first law of thermodynamics其他名称：能量守恒和转换定律定义：热力系内物质的能量可以传递，其形式可以转换，在转换和传递过程中各种形式能源的总量保持不变。
概述热力学第一定律热力学第一定律：△U=Q+W。
系统在过程中能量的变化关系英文翻译：the first law of thermodynamics简单解释在热力学中，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ΔU = Q+ W或ΔU=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。
定义自然界一切物体都具有能量，能量有各种不同形式，它能从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，在转化和传递过程中能量的总和不变。
英文翻译：The first explicit statement of the first law of thermodynamics, byRudolf Clausiusin 1850, referred to cyclic thermodynamic processes "In all cases in which work is produced by the agency of heat, a quantity of heat is consumed which is proportional to the work done; and conversely,by the expenditure of an equal quantity of work an equal quantity of heat is produced."基本内容能量是永恒的，不会被制造出来，也不会被消灭。
