第七章热力学第一定律 first law of thermodynamics 第二节热力学第一定律 教学目的: 令能从能量的观点理解热力学第一定律及其表达式。 冷掌握ΔU=+Q的适用范围,初步运用能量守恒定律 分析、计算、解决有关问题。 明确热力学能、功和热的定义和意义 掌握不同过程体积功的计算
第七章 热力学第一定律 （first law of thermodynamics） ❖ 第二节 热力学第一定律 教学目的： ❖ 能从能量的观点理解热力学第一定律及其表达式。 ❖ 掌握ΔU=W+Q的适用范围，初步运用能量守恒定律 分析、计算、解决有关问题。 ❖ 明确热力学能、功和热的定义和意义。 ❖ 掌握不同过程体积功的计算。 0
复习提问: ☆1.与环境只有能量交换,而没有物质交换的系统 称为 A.敞开系统B.隔离系统C.封闭系统D.孤立系统 答:C 2.系统性质T、m、V、P、V中,属于广延性 质的是(),属于强度性质的是()。 答:m、V,T、P、J 3.当系统状态发生变化后,温度差值一定为零是 A.循环过程B.绝热过程C.恒容过程D.恒温过程 答:A ÷4.举例说明什么是过程和途径? 1
复习提问 ： ❖ 1．与环境只有能量交换，而没有物质交换的系统 称为 A．敞开系统 B．隔离系统 C．封闭系统 D．孤立系统 答： C ❖ 2．系统性质T、m、 V、P、Vm中，属于广延性 质的是（ ），属于强度性质的是（ ）。 答：m、 V，T、P、Vm。 ❖ 3．当系统状态发生变化后，温度差值一定为零是 A．循环过程 B．绝热过程 C．恒容过程 D．恒温过程 答： A ❖ 4．举例说明什么是过程和途径 ？ 1
第二节热力学第一定律 first law of thermodynamics 、热力学第一定律 1.一律的表述 (1)能量守恒定律能量不能消灭,也不能创生,只能从一 种形式转化为另一种形式,其总量不变。 (2)第一类永动机(不消耗能量的机器)是不能制成的 2.数学表达式△U=Q+W 无限小变化量U=∞+W 适用范围:封闭系统和隔离系统。 意义:封闭系统热力学能的改变量,等于变化过程中环境传递 给系统的热与环境对系统做功的总和。 2
第二节 热力学第一定律 （first law of thermodynamics） 一、热力学第一定律 1．一律的表述 （1）能量守恒定律 能量不能消灭，也不能创生，只能从一 种形式转化为另一种形式,其总量不变 。 （2）第一类永动机（不消耗能量的机器 ）是不能制成的。 2．数学表达式 无限小变化量 适用范围：封闭系统和隔离系统。 意义：封闭系统热力学能的改变量，等于变化过程中环境传递 给系统的热与环境对系统做功的总和。 U = Q +W dU = Q + W 2
思考: 隔离系统的热力学能是守恒的。 答:正确 二、热力学能( thermodynamic energy) 系统内部所有微观粒子的能量总和称为热力学能,单位J或 kJ,符号U。 说明:系统的能量由三部分组成U=U+U+U 动能势能热力学能 在热力学中,通常研究的是宏观静止系统。即无整体运动, 也不考虑外力场(重力、磁力)的存在,因此系统的能量就 是其热力学能,以U表示。 3
思考： ❖ 隔离系统的热力学能是守恒的 。 答：正确 二、热力学能（thermodynamic energy） 系统内部所有微观粒子的能量总和称为热力学能，单位J或 kJ ，符号U。 说明：系统的能量由三部分组成 U＝UK＋UP＋Ui 动能 势能 热力学能 在热力学中，通常研究的是宏观静止系统。即无整体运动， 也不考虑外力场（重力、磁力）的存在，因此系统的能量就 是其热力学能，以U表示。 3
系统的热力学能包括三部分:粒子的动能(与T有关),粒 子的势能(与V及分子结构有关)和分子的内部能量(原子核、 电子等,一定条件下为定值)。 显见,封闭系统的热力学能是温度和体积的函数。 U=f(T、V 今当系统状态一定时(如物种、m3、T、J等一定),系统的 热力学能一定。 U:状态函数,广延性质; 微变量 U U dT aT 变化量 △U=U终一C始2-U1 封团系统中,二定量理想气体的热力学能只是温度的函数, 与压力、体积无关。 U=f() 4
系统的热力学能包括三部分：粒子的动能（与T有关），粒 子的势能（与V及分子结构有关）和分子的内部能量（原子核、 电子等，一定条件下为定值）。 ❖ 显见，封闭系统的热力学能是温度和体积的函数。 U＝f（T、V） ❖ 当系统状态一定时（如物种、nB、T、V等一定），系统的 热力学能一定。 ❖ U：状态函数，广延性质； ❖ 微变量 ❖ 变化量 △U= U终－U始＝U2－U1 ❖ 封闭系统中，一定量理想气体的热力学能只是温度的函数， 与压力、体积无关。 U＝f（T） dV V U dT T U dU V T + = 4