1热力学第一定律1
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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 。
热力学第一定律和第二定律热力学第一定律1. 内容:一般情况下,如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程,那么外界对物体做的功W,与物体从外界吸收的热量Q之和,等于物体的内能的增加量2. 数学表达式:W+Q=ΔU(1)Q取决于温度变化:温度升高,Q>0;温度降低,Q<0.(2)W取决于体积变化:V增大时,气体对外做功,W<0;V减小时,外界对气体做功,W>0.(3)特例:如果气体向真空扩散,那么W=0.(4)绝热过程Q=0,关键词是“绝热材料”或“变化迅速”。
3. 热力学第1定律的理解(1)做功改变物体的内能:外界对物体做功,物体内能增加;物体对外做功,物体内能减少。
在绝热过程,物体做多少功,改变多少内能。
(2)热传递改变物体的内能:外界向物体传递热量,即物体吸热,物体的内能增加;物体向外界传递热量,即物体放热,物体的内能减少。
传递多少热量,内能就改变多少。
(3)做功和热传递的实质,做功改变内能是能量的变化,用功的数值来度量;热传递改变内能是能量的转移,用热量来度量。
热力学第二定律1.热传导的方向性:热传导的过程可以自发地由高温物体向低温物体进行,但相反方向却不能自发地进行,即热传导具有方向性,是一个不可逆过程。
2.补充说明:(1)“自发地”过程就是不受外界干扰的条件下进行的自然过程;(2)热量可以自发地从高温物体向低温物体传递,却不能自发的从低温物体传向高温物体;(2)热力学第二定律的能量守恒表达式:ds≥δQ/T(3)热量可以从低温物体传向高温物体,必须有“外界的影响或帮助”,就是要由外界对其做功才能完成。
3.热力学第二定律的两种表述(1)克劳修斯表述:热量不能自发地从低温物体传向高温物体。
(2)开尔文表述: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。
什么是热力学第一定律?热力学第一定律是热力学的基本原理之一,也被称为能量守恒定律。
它描述了能量在物质系统中的转化和守恒。
热力学第一定律可以通过以下几个方面来解释:1. 能量守恒:热力学第一定律表明,在一个封闭的系统中,能量不能被创建或破坏,只能从一种形式转化为另一种形式。
系统的总能量保持不变。
2. 内能:内能是物质系统中分子和原子的热运动能量的总和。
热力学第一定律描述了内能的转化和守恒。
当一个物质系统发生能量转移时,其内能会发生相应的变化。
3. 热量和功:热力学第一定律将能量转移分为两种方式:热量和功。
热量是由于温度差异而传递的能量,而功是通过外界对系统施加的力来进行的能量转移。
4. 系统的能量平衡方程:热力学第一定律可以用一个能量平衡方程来表示。
根据这个方程,系统的内能变化等于系统所接收的热量减去系统所做的功。
热力学第一定律的应用:热力学第一定律在许多领域有广泛的应用,包括工程、化学、天文学等。
以下是一些应用示例:1. 热效率:热力学第一定律可用于计算热机的热效率。
热机是将热能转化为机械能的设备,如汽车发动机和蒸汽轮机。
根据第一定律,热机的热效率定义为所产生的功与所吸收的热量之比。
2. 化学反应:热力学第一定律可以用于研究化学反应的能量变化。
化学反应中的能量变化可以通过测量反应的热效应来获得,例如焓变。
3. 热力学循环:热力学第一定律对于分析和设计热力学循环非常重要。
热力学循环是一种将热能转化为功的过程,如蒸汽动力循环和制冷循环。
根据第一定律,循环过程中的能量转移必须满足能量守恒。
4. 天体物理学:热力学第一定律在天体物理学中也有重要的应用。
它可以用于研究星体的能量转移和恒星的能量产生。
通过分析恒星的内部能量转化过程,我们可以了解恒星的演化和能量平衡。
总结起来,热力学第一定律是能量守恒的基本原理。
它描述了能量在物质系统中的转化和守恒。
热力学第一定律在能量转移、热效率、化学反应、热力学循环和天体物理学等领域具有重要的应用价值。
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。