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热力学第一定律的本质

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:热力学第一定律的实质是能量转换和守恒定律在热力学系统中的具体应用。据此,热力学第一定律可表达为“在孤立系统内能量的总量保持不变”。对于任意热力学系统,热力学第一定律可表达为输入系统的能量-系统输出的能量=系统中储存能量的变化量 (3-1)根据上式,可将能量分为传递中的能量和系统中储存的能量两大类。这种机器称为第一类永动机。所以,热力学第一定律又可表述为“第一类永动机是造不成的”。

热力学第一定律的本质

根据人们的实践经验和精确实验得知,自然界存在各种形式的能量,如与物体宏观运动相联系的机械能(动能、重力势能弹性势能等),与原子结合为分子相联系的化学能,与原子核反应相联系的核能,以及与分子不规则的热运动相联系的热能等,各种形式的能量不能被创造也不能被消灭,只能相互转换,且在转换时数量上守恒。这就是自然界的普遍规律——能量转换和守恒定律

热力学第一定律的实质是能量转换和守恒定律在热力学系统中的具体应用。据此,热力学第一定律可表达为“在孤立系统内能量的总量保持不变”。对于任意热力学系统,热力学第一定律可表达为

输入系统的能量-系统输出的能量=系统中储存能量的变化量 (3-1)(www.xing528.com)

根据上式,可将能量分为传递中的能量和系统中储存的能量两大类。传递中的能量,即通过系统边界传递的能量有两种——功和热量,它们不是状态参数,而是过程函数。系统的储存能量,从宏观来看,当系统的状态一定时,就有一个确定的数值,因而是一个状态参数。历史上,有人企图制造一种不耗费任何能量而不断循环作功的机器。这种机器称为第一类永动机。实践证明第一类永动机是造不成的,因为这种机器从根本上违反能量转换和守恒定律。所以,热力学第一定律又可表述为“第一类永动机是造不成的”。

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