热力学第一定律的经典表述不供给能量而可以连续不断对外做功的机器叫做第一类永动机无数事实表明，第一类永动机不可能存在这种表述只是定性的，不能定量的主要原因是测量热和功所用的单位不同，它们之间没有一定的当量关系。1840年左右，Joule和Mayer做了二十多年的大量实验后，得到了著名的热功当量：1 cal=4.184J和1J=0.239cal。热功当量为能量守恒原理提供了科学的实验证明。21返回日录退出第一章热力学第一定律
第一章 热力学第一定律 返回目录 退出 21 热力学第一定律的经典表述： 不供给能量而可以连续不断对外做功的机器 叫做第一类永动机。 这种表述只是定性的, 不能定量的主要原因 是测量热和功所用的单位不同，它们之间没有一 定的当量关系。1840年左右, Joule和Mayer 做了 二十多年的大量实验后，得到了著名的热功当量: 1 cal = 4.184 J和1 J = 0.239 cal。热功当量为能量守 恒原理提供了科学的实验证明。 无数事实表明，第一类永动机不可能存在
1.热力学能（内能）的概念(1)热力学能：除整体动能、整体势能以外的系统中一切形式的能量(如分子的平动能、转动能、振动能、电子运动能及原子核内的能等）(2)热力学能是系统的状态函数。(证明见下页)(3)热力学能是容量性质。(4)热力学能的绝对值现在无法测量，但对热力学来说，重要的是△U。△U= W绝热(5)dU在数学上是全微分auaudVdU =dT+aTav22返回且录退出第一章热力学第一定律
第一章 热力学第一定律 返回目录 退出 22 (1)热力学能：除整体动能、整体势能以外的系统 中一切形式的能量(如分子的平动能、转动能、 振动能、电子运动能及原子核内的能等)。 (2)热力学能是系统的状态函数。(证明见下页) (3)热力学能是容量性质。 (4)热力学能的绝对值现在无法测量，但对热力学来 说，重要的是ΔU。 ΔU = W绝热 (5)dU在数学上是全微分。 V V U T T U U V T d d d 1.热力学能（内能）的概念
证明：系统状态一定时，热力学能值就为定值。（反证法）系统状态从A经1或2到BBAU,-UB-U-△U若假设AU>△U2AB-VA系统状态0一次循环△U=△U,-△U,>0如此每经过一次循环，就有多余的能量产生不断循环进行，就构成了第一类永动机所以原假设不成立，即△U,=△U,推论：系统状态发生变化时，系统的热力学能变化只决定于始终态，而与变化途径无关23返回且录退出第一章热力学第一定律
第一章 热力学第一定律 返回目录 退出 23 证明：系统状态一定时，热力学能值就为定值。 （反证法）系统状态从A经1或2到B ΔU1 =UB–UA =ΔU2 若假设ΔU1>ΔU2 系统状态 1 2 ABA 一次循环ΔU=ΔU1 –ΔU2>0 如此每经过一次循环，就有多余的能量产生 不断循环进行，就构成了第一类永动机 所以原假设不成立，即ΔU1 =ΔU2 。 推论：系统状态发生变化时，系统的热力学能 变化只决定于始终态，而与变化途径无关。 1 2 A B p O V
2.功和热的概念功和热是系统和环境之间交换能量的仅有两种形式定义：由于系统和环境之间的温度差而造成的能量传递叫做“热”；除热以外，在系统和环境之间其它形式的能量传递统称为“功”。功和热不是系统的状态性质，但与系统的状态变化有关，其数值大小与变化途径有关功的种类：体积功Wy，非体积功W"。符号规定：热Q：系统吸热为正，放热为负；功W：系统做功为负，环境对系统做功为正24返回且录退出第一章热力学第一定律
第一章 热力学第一定律 返回目录 退出 24 2.功和热的概念 功和热是系统和环境之间交换能量的仅有两种形式 符号规定： 热Q： 系统吸热为正，放热为负； 功W：系统做功为负，环境对系统做功为正。 功和热不是系统的状态性质，但与系统的状 态变化有关，其数值大小与变化途径有关。 定义：由于系统和环境之间的温度差而造成 的能量传递叫做“热” ；除热以外，在系统和环 境之间其它形式的能量传递统称为“功” 。 功的种类：体积功WV , 非体积功W´
3.热力学第一定律的数学表达式对于密闭系统：其中： W=Wv+W△U=Q+W或 dU=8Q+8W因为功和热都不是状态函数，故用8O和8W而不用dO和dW以表示它们不是全微分。25退出返回且录第一章热力学第一定律
第一章 热力学第一定律 返回目录 退出 25 3.热力学第一定律的数学表达式 对于密闭系统： ΔU=Q＋W 或 dU=Q＋W 其中：W = WV + W’ 因为功和热都不是状态函数，故用Q和W 而不用dQ和dW以表示它们不是全微分