Question

热力学第一定律

Answer 1

热力学第一定律是指不同形式的能量在传递与转换过程中守恒的定律，表达式为△U=Q+W。

该定律经过迈尔、焦耳等多位物理学家验证，涉及热现象领域内的能量守恒和转化定律。它是热力学的基础，而且在能源方面有广泛的应用，能源是人类社会活动的物质基础。

适用范围

热力学第一定律本质上与能量守恒定律是的等同的，是一个普适的定律，适用于宏观世界和微观世界的所有体系，适用于一切形式的能量。

自1850年起，科学界公认能量守恒定律是自然界普遍规律之一。

能量守恒与转化定律可表述为：

自然界的一切物质都具有能量，能量有各种不同形式，能够从一种形式转化为另一种形式，但在转化过程中，能量的总值不变。

热力学第一定律是能量守恒与转化定律在热现象领域内所具有的特殊形式，是人类经验的总结，也是热力学最基本的定律之一。

应用领域

1、热容量与焓

热力学第一定律在p-V系统中的应用。

对于气体、液体和各向同性的固体，在不考虑表面张力和没有外力场的情况下，它们的状态可以用p、V、T三个量中的任意两个作为状态参量来描述，这样的物体系统为p-V系统。

对于p-V系统，在无限小的准静态过程中，外界对系统所做的微量功dW=-pdV，因此，热力学第一定律微分形式可表示为 dQ=dU+pdV。

2、热力学第一定律对理想气体的应用

热力工程上实施热力过程的目的有两点：一是实现预期的能量转换；二是达到预期的状态变化。

在热力设备中常以气体为工作物质（简称“工质”），分析气体在几种典型的热力学过程中状态的变化及能量的转换规律，是有实际意义的。为简单计，我们只以理想气体为工质，并一般的只限于讨论可逆过程。