定稿 热力学第一定律四个量W﹑Q﹑ΔU﹑ΔH求算的探讨和总结1
热力学第一定律解决
热力学第一定律解决全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：热力学第一定律是热力学基本原理之一，也称为能量守恒定律。
它表明能量不可能从一个系统完全转变为工作，而应该将其转化为热量。
这个定律是热力学中最基本、最重要的规律之一，它揭示了自然界中能量的基本传递方式，对于理解能量转化和利用至关重要。
热力学第一定律的数学表达式是：ΔU = Q - W，其中ΔU代表系统内能的增加量，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外做功的量。
这个定律表明，系统内能的增加量等于系统吸收的热量减去系统对外做功的量，即系统所接受的热量和系统所做的功之间存在一种平衡关系。
热力学第一定律的应用非常广泛，可以用于解决各种与能量转化相关的问题。
在工程领域中，可以利用热力学第一定律来分析蒸汽轮机、内燃机等能量转化系统的效率，从而优化设计方案；在生物领域中，可以应用热力学第一定律来研究生物体内能量转化的过程，探讨生命活动的能量来源和转化途径。
在实际应用中，热力学第一定律的解决方法通常包括以下几个步骤：确定系统的内能变化、吸收的热量和对外做的功；利用热力学第一定律的数学表达式计算系统的内能变化；根据计算结果分析系统的能量转化情况，评估系统的效率或能量损失情况，为进一步优化系统性能提供依据。
热力学第一定律是热力学中的核心原理之一，它在研究能量转化和利用方面具有重要的意义。
通过应用热力学第一定律，我们可以更好地了解能量转化的规律，为提高能源利用效率和推动可持续发展提供理论支持和指导。
希望通过不断深入研究和应用，能够更好地利用热力学第一定律，实现能源的可持续利用和生态环境的保护。
第二篇示例：热力学第一定律，也称为能量守恒定律，是研究热力学的基本原理之一。
它提供了热力学系统中能量转换的基本规律，为解决各种热力学问题提供了重要的理论依据。
本文将探讨热力学第一定律的含义、应用和相关实例，以帮助读者更深入地理解这一重要定律。
热力学第一定律简单来说就是能量守恒定律，即能量不能自行产生或消失，只能从一种形式转化为另一种形式。
热力学第一定律总结
热力学第一定律
理想气体P,V,T 变化过程的计算
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。
第一定律的数学表达式:
∆U = Q + W 对微小变化： d U =δQ +δW
1.热力学第二定律：通过热功转换的限制来研究过程进行的方向和限度。
2.热力学第二定律文字表述：第二类永动机是不可能造成的。
（从单一热源吸热使之完全变为功而不留下任何影响。
）
3.热力学第二定律的本质: 一切自发过程，总的结果都是向混乱度增加的方向进行(a.
热与功转换的不可逆性; b.气体混合过程的不可逆性; c.热传导过程的不可逆性)
4.热力学第二定律的数学表达式：Clausius 不等式 d Q S T
δ≥
热力学第三定律
普朗克假设经路易斯和吉布逊修正后，可表述为：“在OK 时任何纯物质的完美晶体 的熵值等于零。
”这是热力学第三定律的一种表达形式。
由于Sm*(0K)=0，所以式(4-17)就变为
(4-23)
这表明，只要测得热容Cp和其它量热数据，便可计算出物质在温度丁时的熵值，从而使化学反应熵变的计算问题得到解决。
热力学第三定律还有其他表达形式，如：“不可能用有限的手续把一物体的温度降低到OK”，此即OK不能达到原理。
大学物理化学公式总结(傅献彩_南京大学第五版)
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 ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂＝VT p ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂Tp S ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂＝－p T V ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ （3）热容与T 、S 、p 、V 的关系：C V ＝T V T S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ C p ＝T pT 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 。
热力学第一定律总结
热力学第一定律总结热力学第一定律是热力学中非常重要的基本定律之一，通常也被称为能量守恒定律。
它规定了一个物体或系统的能量不会凭空消失或产生，而是在各种形式之间转化。
这个定律提供了热力学研究的基础，并与我们日常生活中的能量转换问题密切相关。
热力学第一定律的表达形式可以归纳为以下几种：1. ΔU = Q - W其中，ΔU表示系统内部能量的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外界做功。
这个等式表示了能量守恒的关系，也可以理解为“能量的增加等于吸收的热量减去对外界做的功”。
2. ΔU = Q + W在有些文献中，也会将上述等式稍微改写为ΔU = Q + W。
这种表述形式更强调了热力学第一定律中能量转换的双向性，即系统既可以吸收热量又可以释放热量，既可以对外界做功又可以接受外界对其做功。
热力学第一定律的应用范围非常广泛，下面将从几个不同的角度对其进行探讨：1. 能量守恒热力学第一定律表明了系统内部能量的守恒性质，即系统能量的增加等于吸收的热量减去对外界做的功。
根据这个定律，我们可以研究能量在不同形式之间的转化和传递，例如热能转化为机械能、化学能转化为热能等等。
这对于能源利用和能量转换的优化具有重要意义。
2. 热机和循环过程热力学第一定律为研究热机和循环过程提供了理论基础。
热机是将热能转化为机械能的装置，例如蒸汽机、汽车发动机等。
根据热力学第一定律，我们可以分析和计算热机的效率，进而设计更加高效的热机。
循环过程是指在一定压力下物质的定量循环往复过程，例如卡诺循环。
热力学第一定律可以帮助我们深入了解不同循环过程中能量的转换规律。
3. 热传导和传热过程热力学第一定律也与传热过程密不可分。
传热是指物体之间由于温度差而发生的热量传递现象，包括热传导、对流传热和辐射传热。
根据热力学第一定律，我们可以分析和计算热传导过程中的能量损失或增益，为保温设计和能量利用提供依据。
总之，热力学第一定律是热力学研究的基本定律，表明能量在不同形式之间的转换和传递是有一定规律的。
物理化学热力学第一定律总结
物理化学热力学第一定律总结热力学第一定律是热力学中最基本的定律之一，并且与能量守恒原理密切相关。
它陈述了一个闭合系统内部的能量转换过程。
根据热力学第一定律，能量是不能从真空中产生的，也不能消失，它只能在系统内部进行转化。
该定律可以用以下公式表达：ΔU=Q-W其中，ΔU表示系统内部能量的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外界做的功。
这个公式说明了能量的守恒，即系统吸收的热量和对外界做的功之和等于系统内部能量的变化。
当系统从外界吸收热量时，其内部能量会增加，而当系统对外界做功时，其内部能量会减少。
这种能量的转化是一个相互依存的过程，可以通过热力学第一定律进行描述。
热力学第一定律的应用十分广泛，并且在实际问题中具有重要的意义。
以下是热力学第一定律在不同领域的应用：1.在化学反应中，热力学第一定律可以用来计算反应的焓变。
通过测量反应前后系统吸收或释放的热量，可以计算出反应的焓变，从而了解反应的能量转化和方向。
2.在工程领域，热力学第一定律常用于能量转换设备的设计和优化中。
例如，蒸汽轮机、内燃机和制冷机等能量转换系统的效率可以通过热力学第一定律进行评估和计算。
3.在生物学领域，热力学第一定律可以用于研究生物体内的能量转化过程。
例如，通过测量生物体吸收的热量和对外界做的功，可以计算出生物代谢的能量转换效率。
热力学第一定律的重要性在于揭示了能量守恒的基本原理，为能量转化和能量利用提供了基础理论支持。
它对于研究和解决实际问题具有重要指导意义。
热力学第一定律的应用可以帮助我们评估能量转换过程的效率，优化能量利用方式，并促进可持续发展。
总之，物理化学热力学第一定律表述了能量守恒的原则，描述了能量转化和能量守恒的过程。
它在化学、工程、生物等领域具有广泛的应用，并对能量转换和利用提供了理论支持。
热力学第一定律的理解和应用可以帮助我们更好地理解能量转换过程，优化能量利用方式，并实现可持续发展的目标。
第一章热力学第一定律
第一章 热力学第一定律核心内容：能量守恒 ΔU=Q+W主要内容：三种过程（单纯pVT 变化、相变、化学反应）W 、Q 、ΔU 、ΔH 的计算一、内容提要1．热力学第一定律与状态函数（1）热力学第一定律： ΔU=Q+W （封闭系统） 用途：可由ΔU ，Q 和W 中的任意两个量求第三个量。
（2）关于状态函数（M ）状态函数：p 、V 、T 、U 、H 、S 、A 、G ……的共性： ①系统的状态一定，所有状态函数都有定值；②系统的状态函数变化值只与始终态有关，而与变化的途径无关。
用途：在计算一定始终态间的某状态函数增量时，为了简化问题，可以撇开实际的复杂过程，设计简单的或利用已知数据较多的过程进行计算。
ΔM （实）=ΔM （设）。
这种方法称为热力学的状态函数法。
③对于循环过程，系统的状态函数变化值等于零，即ΔM =0。
此外，对于状态函数还有如下关系：对于组成不变的单相封闭系统，任一状态函数M 都是其他任意两个独立自变量（状态函数）x 、y 的单值函数，表示为M=M(x 、y)，则注意：因为W 和Q 为途径函数，所以Q 和W 的计算必须依照实际过程进行。
⎰-=21V V a m bdV p W ，其中p amb 为环境压力。
Q 由热容计算或由热力学第一定律求得。
dy y M dx x M dM xy ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=)(1循环关系式-=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂x M y M y y x x M )(22尤拉关系式xy M y x M ∂∂∂=∂∂∂1（p 1,V 1,T 1） （p'1,V 1,T 2）2（p 2,V 2,T 2） （p 1,V'1,T 2） VT 将热力学第一定律应用于恒容或恒压过程，在非体积功为零（即w'=0）的情况下有：Q V =ΔU ，Q p =ΔH （H 的定义：H=U+pV ）。
此时，计算Q v 、Q p 转化为计算ΔU 、ΔH ，由于U 、H 的状态函数性质，可以利用上面提到的状态函数法进行计算。
热力学第一定律 公式总结
( pV ) p(V2 V1 )
在数值上等于体积功。
（2）
H nCp,m dT , U nCv,m dT
T1 T1
T2
T2
适用条件：没有相变、没有化学变化、不作非膨胀功的 均相封闭体系
2
(3) H nCp,m dT Q p
T1
T2
H,U是状态函数，恒成立
4.反应进度与反应焓变的计算
1). d
dnB
B
2). r H m (T ) B f H m ( B, ) B c H m ( B, )
或 r H 的值与化学方程式的书写有关
3). r H m (T ) 与反应温度的关系
m
r H (T2 ) r H (T1 ) C p dT
Q不是状态函数， 非等压或非等容 条件时，热量的 变化不是Qp或Qv
U nCv,m dT Qv
T1
T2
H Q U Q
3
(4) Gay-Lussac-Joule实验(理想气体）
U =f ( T )
U 0 V T
U p 0 T
• 热力学第一定律 主要公式及使用条件
1.热力学第一定律的数学表示式
U Q W dU Q W
规定系统吸热为正，放热为负。系统得功为正，对环境作功
为负。W是体积功和非体积功之和，上式适用于封闭体系的一切 过程。
1
2.△H与△U
（1）
H U ( pV )
只有在恒压下
H=f(T)
H 0 V T
H p 0 T
内能和焓，Cv和Cp都仅是温度的函数
第二章 热力学第一定律 主要公式及使用条件
第二章 热力学第一定律主要公式及使用条件1. 1. 热力学第一定律的数学表示式W Q U +=Δ或'amb δδδd δdU Q W Q p V W =+=−+规定系统吸热为正，放热为负。
系统得功为正，对环境作功为负。
式中 p amb 为环境的压力，W ’为非体积功。
上式适用于封闭体系的一切过程。
2. 2. 焓的定义式pVU H +=3. 3. 焓变（1） )(pV U H Δ+Δ=Δ式中为乘积的增量，只有在恒压下)(pV ΔpV )()(12V V p pV −=Δ在数值上等于体积功。
（2） 2,m 1d p H nC Δ=∫T 此式适用于理想气体单纯pVT 变化的一切过程，或真实气体的恒压变温过程，或纯的液体、固体物质压力变化不大的变温过程。
4. 4. 热力学能(又称内能)变此式适用于理想气体单纯pVT 变化的一切过程。
2,m 1d V U nC Δ=∫T5. 5. 恒容热和恒压热(d V Q U =Δ0,'0)V W ==p Q H =Δ(d 0,'0)p W ==6. 6. 热容的定义式（1）定压热容和定容热容δ/d (/)p p C Q T H T p ==∂∂δ/d (/)V V C Q T U T ==∂∂V p V R 3（2）摩尔定压热容和摩尔定容热容,m m /(/)p p C C n H T ==∂∂,m m /(/)V V C C n U T ==∂∂上式分别适用于无相变变化、无化学变化、非体积功为零的恒压和恒容过程。
（3）质量定压热容（比定压热容）,m //p p p c C m C M==式中m 和M 分别为物质的质量和摩尔质量。
（4）,m ,m p V C C −=此式只适用于理想气体。
（5）摩尔定压热容与温度的关系2,m p C a bT cT dT =+++式中a , b , c 及d 对指定气体皆为常数。
（6）平均摩尔定压热容21,m ,m 21d /()T p p T C T T T C =−∫7. 7. 摩尔蒸发焓与温度的关系21v ap m 2vap m 1v ap ,m ()()d T p T H T H T C T Δ=Δ+Δ∫或 vap m vap ,m (/)p p H T ∂Δ∂=ΔC d amb ∑−=−−=−−=式中 = C (g) —C (l)，上式适用于恒压蒸发过程。
物理热力学第一定律知识点归纳总结讲课讲稿
物理热力学第一定律知识点归纳总结第二讲热力学第一定律§2.1 改变内能的两种方式热力学第一定律2．1．1、作功和传热作功可以改变物体的内能。
如果外界对系统作功W。
作功前后系统的内能分别为、，则有没有作功而使系统内能改变的过程称为热传递或称传热。
它是物体之间存在温度差而发生的转移内能的过程。
在热传递中被转移的内能数量称为热量，用Q表示。
传递的热量与内能变化的关系是做功和传热都能改变系统的内能，但两者存在实质的差别。
作功总是和一定宏观位移或定向运动相联系。
是分子有规则运动能量向分子无规则运动能量的转化和传递；传热则是基于温度差而引起的分子无规则运动能量从高温物体向低温物体的传递过程。
2．1．2、气体体积功的计算1、准静态过程一个热力学系统的状态发生变化时，要经历一个过程，当系统由某一平衡态开始变化，状态的变化必然要破坏平衡，在过程进行中的任一间状态，系统一定不处于平衡态。
如当推动活塞压缩气缸中的气体时，气体的体积、温度、压强均要发生变化。
在压缩气体过程中的任一时刻，气缸中的气体各部分的压强和温度并不相同，在靠近活塞的气体压强要大一些，温度要高一些。
在热力学中，为了能利用系统处于平衡态的性质来研究过程的规律，我们引进准静态过程的概念。
如果在过程进行中的任一时刻系统的状态发生的实际过程非常缓慢地进行时，各时刻的状态也就非常接近平衡态，过程就成了准静态过程。
因此，准静态过程就是实际过程非常缓慢进行时的极限情况对于一定质量的气体，其准静态过程可用图、图、图上的一条曲线来表示。
注意，只有准静态过程才能这样表示。
2、功在热力学中，一般不考虑整体的机械运动。
热力学系统状态的变化，总是通过做功或热传递或两者兼施并用而完成的。
在力学中，功定义为力与位移这两个矢量的标积。
在热力学中，功的概念要广泛得多，除机械功外，主要的有：流体体积变化所作的功；表面张力的功；电流的功。
(1)机械功有些热力学问题中，应考虑流体的重力做功。
热力学第一定律公式总结
热力学第一定律公式总结热力学第一定律公式的总结热力学第一定律是能量守恒定律，它是热力学中最基本的定律之一。
它表明能量在物理系统中的转化和传递是受到一定的限制的。
根据热力学第一定律，能量在一个封闭系统中不能被创造或者消失，只能从一种形式转化为另一种形式。
这个定律可以总结为一个简单的公式：ΔU = Q - W其中，ΔU表示系统内部能量的变化，Q表示系统吸收的热量，W 表示系统对外做功。
这个公式可以理解为系统的内部能量的变化等于系统吸收的热量减去系统对外做的功。
根据这个公式，我们可以进一步理解热力学第一定律的含义和应用。
热力学第一定律表明能量的转化和传递在系统中是受到一定限制的。
能量不能从无到有地产生，也不能消失，只能从一种形式转化为另一种形式。
这意味着能量的总量是恒定的，只是在不同的形式之间进行转换。
比如，当我们吃食物时，身体会将食物中的化学能转化为机械能和热能。
这个过程中，食物中的化学能并没有消失，而是转化为了身体的内部能量。
热力学第一定律还表明了能量的转化是通过热量和功两种方式进行的。
热量是能量的一种形式，是由温度差引起的能量传递。
当系统吸收热量时，热量会增加系统的内部能量。
而功是由力对物体的位移所做的功，是能量的另一种形式。
当系统对外做功时，系统的内部能量会减少。
热力学第一定律指出了热量和功之间的关系，通过这个关系可以计算出系统的内部能量的变化。
热力学第一定律广泛应用于各个领域。
在工程领域中，热力学第一定律被用于热机和制冷系统的分析和设计。
热力学第一定律也被用于分析化学反应中的能量变化。
在生物学中，热力学第一定律被用于研究生物体内能量转化的原理。
总之，热力学第一定律是热力学研究中不可或缺的基本定律。
热力学第一定律公式ΔU = Q - W总结了能量在物理系统中的转化和传递是受到一定限制的。
根据这个公式，能量的转化和传递遵循能量守恒的原则，能量不能被创造或者消失，只能从一种形式转化为另一种形式。
热力学第一定律的应用广泛，涉及到工程、化学、生物等多个领域。
热力学第一定律守恒能量
热力学第一定律守恒能量热力学是研究能量转化和物质性质变化的学科。
热力学第一定律是热力学中的基本定律之一，它描述了能量在物质和系统中的转化过程。
本文将深入探讨热力学第一定律——守恒能量的原理和应用。
热力学第一定律可以简单地表述为能量守恒定律。
根据这个定律，能量可以从一个系统或物体转移到另一个系统或物体，但总能量的数量保持不变。
这意味着能量不能被创造或破坏，只能从一种形式转化为另一种形式。
能量是物质存在的基本属性，可以以多种形式存在，例如热能、电能、势能和动能等。
根据热力学第一定律，这些能量可以相互转化，但其总和保持不变。
在物理学中，热力学第一定律可以表示为以下方程式：ΔU = Q - W其中，ΔU代表系统内能的变化，Q代表系统吸收的热能，W代表系统对外做功。
这个方程式可以简化为能量守恒的形式，即热能和功的总和等于内能的变化。
热力学第一定律的一个重要应用是对热机的分析。
热机是将热能转化为机械能的装置，例如汽车发动机和蒸汽轮机等。
根据热力学第一定律，热机工作时从热源吸热Q，同时对外做功W，因此内能变化ΔU为零。
根据热力学第一定律的表达式ΔU = Q - W，我们可以得出热机的效率公式：η = W / Q其中，η代表热机的效率，W代表热机对外做的功，Q代表热机从热源吸收的热能。
根据这个公式，我们可以计算热机对热源吸收的热能和产生的功的比值，从而评估热机的性能。
除了热机，热力学第一定律在其他领域中也有重要应用。
例如，它可以用于解释化学反应中的能量变化。
根据化学反应的热力学计算，我们可以预测反应的放热或吸热性质，并进一步评估反应的可行性。
此外，热力学第一定律还可以用于分析能量输运和传递的过程。
例如，在建筑工程中，我们可以使用热力学第一定律来计算热量在建筑物内部和外部的传递和损失，从而优化建筑的节能效果。
总之，热力学第一定律是热力学中最基本的定律之一，它描述了能量在物质和系统中的转化过程。
根据热力学第一定律，能量可以从一种形式转化为另一种形式，但总能量的数量保持不变。
热力学第一公式
热力学第一公式全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：热力学第一定律，也叫热力学第一定律，是热力学的基础原理之一。
它表达的是能量守恒原理，即一个封闭系统内的总能量是恒定不变的。
热力学第一定律还可以被表达为内能和功的平衡关系，即内能的改变等于系统所做的功加上系统从外界吸收的热量。
这个等式通常被称为热力学第一定律或能量守恒定律。
热力学第一定律的数学表达式可以写作：\[\Delta U = Q - W\]其中\Delta U表示系统内能的变化，Q表示系统从外界吸收的热量，W表示系统所做的功。
热力学第一定律说明了一个封闭系统内的总能量是守恒的，能量不能被创造也不能被毁灭，只能从一种形式转变为另一种形式。
这个定律对于理解和描述各种热力学过程和现象非常重要。
热力学第一定律为很多重要的工程和科学问题提供了基础和框架。
很多系统的能量转换过程都可以通过热力学第一定律进行分析和描述。
通过这个定律，我们可以计算系统内能的变化，热量的传递和功的产生，从而更好地理解和优化各种能量转换过程。
热力学第一定律还为我们提供了研究系统的能量平衡和能量传递提供了理论基础。
通过这个定律，我们可以研究各种能量转换过程中可能产生的损失和效率，从而帮助我们更好地设计和操作各种能量系统。
第二篇示例：热力学第一定律，也称为能量守恒定律，是热力学中最基本的定律之一。
在热力学的发展历程中，热力学第一定律对于研究热力学的基本规律和能量转化过程起到了至关重要的作用。
在这篇文章中，我们将深入探讨热力学第一定律，以及其在能量转化和热力学系统中的应用。
热力学第一定律的内容主要包括能量守恒原理和能量平衡方程。
能量守恒原理是指在一个封闭系统中，系统的能量可以相互转化，但总能量不会增加或减少。
这个原理表明了能量的守恒规律，也是热力学基本的能量转化规律。
能量平衡方程则是能量守恒原理的具体表达形式，它描述了系统的能量输入、输出和储存的关系，是热力学分析的基础。
在热力学系统中，能量可以以各种形式存在，比如热能、机械能、化学能等。
热力学第一定律及其表达式
热力学第一定律及其表达式
热力学第一定律是能量守恒定律在热系统中的应用，它表明在任何一个封闭系统中，能量的增量等于系统所做的功加上系统所吸收的热量。
这一定律的表达式为ΔU=Q-W，其中ΔU表示系统内能量的增量，Q表示系统吸收的热量，W表示系统所做的功。
热力学第一定律的实质是能量不能自行消失，只能从一种形式转变为另一种形式。
这一定律对于热力学的研究具有重要的意义，它为热力学第二定律提供了理论基础，并为工程技术的发展提供了指导。
热力学第一定律的表达式ΔU=Q-W可以用于热力学系统的能量平衡分析。
例如，在化学反应中，反应物和产物的内能差可以通过测量反应热来确定，从而可以计算反应所做的功或吸收的热量。
在热机和制冷机中，热力学第一定律的表达式也被广泛应用。
总之，热力学第一定律是热力学研究的基础，它为热力学的发展和应用提供了重要的理论支持。
- 1 -。
第二章 热力学第一定律 概念及公式总结
2.10.3 化学反应的热效应：
反应物
等压 r H I 0
Qp H
H
、 QV U H
T1 、 p1 、v2 、
T1 、 p1 、 v1
H 3
由于 H 是状态函数，所以
r H1 r H2 r H3
pV 2 n RT1 或 r H rU n RT
nR
k 1 1 1 1 = W 1 V2 V1
nR T2 T 1
1
= W CV T2 T1 （适
（1）
用于理想气体） 2.8.4Carnot
P
A
Tc Th
以上四个过程构成一个可逆循环，系统又回到了始态：
U 0 、 Q W 、 Q Qh QC Qc 0 、
W W1 W2 W3 W4 = W1 W3 （ W2 与 W4 对消）= nRTh ln
v v1 nRTc ln 3 v2 v4
V1 】 V2
Q2 0 、 W2 U 2 nCv ,m dT
Th TC
过程（3） ：等温可逆压缩
v U3 0 、 QC W3 、 W3 v3 pdv nRTc ln
4
V3 、 w3 v4
0 、 QC 0
过程（4） ：绝热可逆压缩
W4 U 4 nCV ,m dT 、 Q4 0 、
1 1 1 1 在等温下当体积变化时 U a 、 H a pVm V V V V m ,1 m ,2 m ,1 m ,2
实际气体的
U U 和 的都不等于零， H 也不等于零 V T p T
第二章_热力学第一定律1
2-2 体系的性质和状态
一、宏观性质的分类
1. 广度性质（容量性质）
与物质的量有关的性质， 例：V、m、W等 2. 强度性质 与物质的量无关的性质，例：T、p、Vm等 二、状态函数性质
单组分均相封闭体系：
当n一定时，指定2个强度性质即可确定体 系的状态
1.热力学
体系状态一定，其状态函数（性质）具有一定
②
df=0
三、状态方程
联系状态函数之间的定量关系的关系式
例：pVm=RT, Vm=f(T,p)
Vm Vm p )p , （ )T , （ )Vm 可测量： （ T p T p T T （ )T , （ )p , ( )Vm Vm Vm p
p Vm T )（ )p ( )Vm＝－1 循环关系： （ T Vm T p
dH 0
②容量性质，单位： J ③绝对值不可求
④物理意义 封闭体系，W’=0，[p]条件下的恒压热
H Qp
⑤ U与 H的关系 dH=dU+d(pV)=dU+pdV+Vdp [V]: dHV= dUV +Vdp =QV+Vdp
H= U+ (pV) = U+(p2V2-p1V1)
第二章 热力学第一定律
主要内容
热力学第一定律及其应用 单纯pVT变化过程的Q、W、ΔU、ΔH的计算 相变化过程的Q、W、ΔU、ΔH的计算 化学变化过程的Q、W、ΔU、ΔH的计算
第二章 热力学第一定律
§2-1 引言
1.研究对象：宏观物体
①经典热力学：处于热力学平衡态的宏观物体
②不可逆过程热力学：非平衡态的宏观物体
2-8 热力学能U（内能）
1. 内能的本质
理解热力学第一定律
理解热力学第一定律热力学第一定律是热力学中最基本的定律之一，它描述了能量守恒的原理。
本文将通过对热力学定律的解释和应用案例的分析，来深入理解热力学第一定律。
1. 热力学第一定律的基本原理热力学第一定律，也称为能量守恒定律，表明在一个封闭系统中，能量的增加等于系统所吸收的热量与做功之和。
换句话说，能量不会凭空产生或消失，只会从一种形式转化为另一种形式。
2. 热力学第一定律的数学表达式热力学第一定律的数学表达式可以用以下形式表示：△U = Q - W其中，△U表示系统内能的变化，Q表示系统所吸收的热量，W表示系统所做的功。
3. 热力学第一定律的应用案例为了更好地理解热力学第一定律，以下是一些常见的应用案例：案例一：汽车发动机工作原理汽车发动机是热力学应用的典型场景之一。
发动机中的燃料燃烧释放出的热量通过发动机壳体和排气系统散发出去，同时一部分热能会转化为机械能以推动汽车运行。
根据热力学第一定律，发动机内能的变化等于通过排气散热损失的热量减去发动机输出的功。
案例二：热水器的工作原理热水器的工作过程中，水通过热能的传导变热，再由热水器提供的加热器加热，最终得到热水。
根据热力学第一定律，热水器内能的变化等于通过加热器吸收的热量减去水从热水器流出时做的功。
4. 热力学第一定律的意义和应用范围热力学第一定律的意义在于揭示了能量的守恒原理，为各个领域中的能量转化和利用提供了基本原则。
无论是工程领域，如发电厂、动力系统，还是自然界中的生物、地球系统，热力学第一定律都有广泛的应用。
5. 热力学第一定律的挑战和研究方向尽管热力学第一定律在很多领域都有成功的应用，但仍然存在一些尚未解决的挑战。
例如，在微观尺度下研究能量转化和迁移，以及在非平衡态热力学中研究多尺度耦合过程等方面仍需要进一步探索和研究。
结论：热力学第一定律作为热力学的基础定律，描述了能量守恒的原理。
通过对热力学第一定律的理解和应用案例的分析，我们可以更好地认识到热力学第一定律在能量转化和利用中的重要性。
[高等教育]定稿 热力学第一定律四个量W﹑Q﹑ΔU﹑ΔH求算的探讨和总结
![[高等教育]定稿 热力学第一定律四个量W﹑Q﹑ΔU﹑ΔH求算的探讨和总结](https://img.taocdn.com/s3/m/3fe4332790c69ec3d5bb7579.png)
例题：在一带活塞的绝热容器中有一固定的绝热隔板。 隔板靠活塞一侧为2mol,0℃的单原子理想气体A，压力 与恒定的环境压力相等；隔板的另一侧为6mol，100℃ 的双原子理想气体B，其体积恒定。今将绝热板的绝热 层去掉使之变成导热板，求系统达到平衡时的T即过程 的W,ΔU,ΔH。
U nCv,m (T2 T1) U H ( pV )
总结
（3）热力学能变 对于多组分气体
U Ui
i
总结
(4)焓变
对于焓ΔH这样一个辅助状态函数，我们很多时 候对它的求算和ΔU有着异曲同工的地方。在今
天讨论的大背景下， H nCp,m (T2 T1)
这个公式往往是我们的首选，而它的求算
因气体B发生恒容变化，有
QB nBC p,m,B (T TB )
所以
QA QB nAC p,m, A (T TA ) nBCV ,m,B (T TB ) 2 2.5 8.314 (T 273.15)
6 2.5 8.314 (T 373.15) 0
求得
热容数据最基本的用途是 T=348.15K 计算恒容显热与恒压显热。
解析：
画方框 图确定 始终态
A
nA 2mol
TA1 273.15K
P
B
nB 6mol
TB1 373.15K
V
A
nA 2mol
TP
B
nB 6mol
TV
A
nA 2mol
TA1 273.15K
P
B
nB 6mol
TB1 373.15K
第二章热力学第一定律公式总结1
态的封闭体系。
(2) H = QP 适用于不作非膨胀功的等压过程
(3) U = QV 适用于不作非膨胀功的等容过程
(4)H = CP dT 适用于不作非膨胀功、状态连续变
化的等压过程 适用于不作非膨胀功、理想气体的等温可逆过程。
V1 W nRT ln V2(5)总结不同过程中 W ， Q ， U 和 H 的计算。 第一定律为U = Q + W ，设不作非膨胀功。
B at H m ( B, 298.15K )
B
反应热与温度的关系——Kirchhoff定律:
r H m (T ) r H m (298.15K )
T
298
B B
B
C p , m ( B)dT
rU m (T ) rU m (298.15K )
规定： Hm (稳定单质,298.15K)＝0
推论： fHm(稳定单质,T)＝0 fHm(B,298.15K)=Hm(B,298.15K)
由基础热数据求rHm(298.15K):
r Hm (298.15K ) B f H m ( B， 298.15 K )
B
B c H m ( B， 298.15K )
Qp
U V V C p CV ( )T ( ) p p ( ) p V T T U V 或 C p CV [ p ( )T ]( ) p V T
对理想气体： Cp,m CV ,m R 对单原子分子理想气体：C p ,m 5 R, CV ,m 3 R
第一章
一· 基本概念
热力学第一定律
热力学第一定律基本概念和重点总结
本章内容：介绍有关热力学第一定律的一些基本概念，热、功、状态函数，热力学第一定律、热力学能和焓，明确准静态过程与可逆过程的意义，进一步介绍热化学。
第一节热力学概论⏹热力学研究的目的、内容⏹热力学的方法及局限性⏹热力学基本概念一．热力学研究的目的和内容目的：热力学是研究热和其它形式能量之间相互转换以及转换过程中所应遵循的规律的科学。
内容：热力学第零定律、第一定律、第二定律和本世纪初建立的热力学第三定律。
其中第一、第二定律是热力学的主要基础。
把热力学中最基本的原理用来研究化学现象和化学有关的物理现象，称为化学热力学。
化学热力学的主要内容是：1.利用热力学第一定律解决化学变化的热效应问题；2.利用热力学第二律解决指定的化学及物理变化实现的可能性、方向和限度问题，建立相平衡、化学平衡理论；3.利用热力学第三律可以从热力学的数据解决有关化学平衡的计算问题二、热力学的方法及局限性方法：以热力学第一定律和第二定律为基础，演绎出有特定用途的状态函数，通过计算某变化过程的有关状态函数改变值，来解决这些过程的能量关系和自动进行的方向、限度。
而计算状态函数的改变只需要根据变化的始、终态的一些可通过实验测定的宏观性质，并不涉及物质结构和变化的细节。
优点：⏹研究对象是大数量分子的集合体，研究宏观性质，所得结论具有统计意义。
⏹只考虑变化前后的净结果，不考虑物质的微观结构和反应机理，简化了处理方法。
局限性：1.只考虑变化前后的净结果，只能对现象之间的联系作宏观的了解，而不能作微观的说明或给出宏观性质的数据。
例如：热力学能给出蒸汽压和蒸发热之间的关系，但不能给出某液体的实际蒸汽压的数值是多少。
2.只讲可能性，不讲现实性，不知道反应的机理、速率。
三、热力学中的一些基本概念1.系统与环境系统：用热力学方法研究问题时，首先要确定研究的对象，将所研究的一部分物质或空间，从其余的物质或空间中划分出来，这种划定的研究对象叫体系或系统(system)。
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B应化101 曹波
一.理想气体四个量不同过程的分类探讨
二.总结 三.例题分析
理想气体的PVT变化
⑴恒温过程
T1 T 2 T a m b 常 数
U 0
Q W
H 0
理想气体的热力学能 和焓是温度的函数
W
（6）绝热不可逆(恒外压)
Q 0
U W
n C v,m T2 - T1） = - Pam（ V2 - V1） = - Pa m b ( （ b
n R T2 P2
n R T1 P1
)
一般情况下，到最终状态时： p 2 p a m b
H n C p , m (T 2 T1 ) 或 H U ( pV )
U W 1247.1 J
H n A C p , m , A(T-273.15)+ n B C p , m , B(T-273.15)
H 1 2 4 7 .1 J
当然也可以这样求算：
H H A H B H A U B ( pV )B Q A QB ( pV )B 0 nB R T 6 8 .3 1 4 (3 4 8 .1 5 3 7 3 .1 5) 1 2 4 7 .1 J
U n C v , m ( T 2 T1 )
U H ( pV )
总结
（3）热力学能变
对于多组分气体
U
U
i
i
总结
(4)焓变
对于焓Δ H这样一个辅助状态函数，我们很多时 候对它的求算和Δ U有着异曲同工的地方。在今 天讨论的大背景下， H n C p , m (T 2 T1 ) 这个公式往往是我们的首选，而它的求算 最后的落脚点往往是T(2)的求算。
③ T=348.15K
联立方程①②③求出
对于T的求算，我们还可以从另一个方面考虑
因为容器绝热
Q 0
所以
QA QB 0
因气体A发生恒压变化，有
Q A n A C p , m , A (T T A )
因气体B发生恒容变化，有
Q B n B C p , m , B (T T B )
i
i
还有一个就是不要忘记非体积功
W '
总结
（2）热
热 Q，对于这个途径函数，和功一样需要我 们把握每一个过程，并且我们更多的是通过 间接地方式来求算的。
一般就是这几个公式的灵活使用：
QP H QV U
Q U W
更甚者题目直接给出绝热条件，那么直接就得
Q 0
对于多组分的话我们通常还会经常使用 到：
T 2的 求 算 ？
W a , r U n C v , m ( T 2 T1 )
绝热可逆过程方程
( T2 T1 )( V2 V1 )
1
1
1
(
T2 T1
)(
P2 P1
)
1
(
V2 V1
)(
P2 P1
) 1
H n C p , m (T 2 T1 ) 或 H U ( pV )
总结
（1）功
功的求算首先需要我们根据题目所给的已知 条件（恒温，恒压，恒容等）一步一步求算， 换句话说对于多过程的题目我们一般找不到 直截了当的方法一步到位。这就需要我们本 身对题目的各个过程都非常的清楚，而画方 框图则是一种不错的选择。
总结
（1）功
接下来就是公式的套用，而对于功，我们的常规 思路是从它的定义式出发的 W V P d V
求得
T=348.15K
热容数据最基本的用途是 计算恒容显热与恒压显热。
T 3 4 8 .1 5 K
因气体B发生恒容变化
WB 0
W W A WB W A pA V nART 2 8 .3 1 4 (3 4 8 .1 5 2 7 3 .1 5 ) 1 2 4 7 .1 J
A
①
U B
U n A C v , m , A ( T 2 7 3 .1 5) n B C v , m , B ( T 3 7 3 .1 5)
W A p (V A V A ) p (
2 1
②
nART p
n A R ×2 7 3 .1 5 p
)
W A n A R (T 2 7 3 .1 5)
V2
V1
Pam b d V
若是恒外压（恒压） 则： Pam b V W
⑵恒压过程
P1 P2 Pa m b 常 数
W P V2 - V1） （
Q P H n C p ,m d T n C p ,m T
T1
T2
U W Q p
⑶恒容过程
Thank you!
所以
QA QB n AC
p ,m , A
(T T A ) n B C V , m , B (T T B )
2 2 .5 8 .3 1 4 ( T 2 7 3 .1 5 ) 6 2 .5 8 .3 1 4 ( T 3 7 3 .1 5 ) 0
A
A
nA 2m ol
画方框 图确定 始终态
T A 2 7 3 .1 5 K
1
T
P
P
nB
1
6m ol
B
B
nB 6m ol
T B 3 7 3 .1 5 K
V
T
V
n A 2m ol
T A 2 7 3 .1 5 K
1
A
A
n A 2m ol
绝热过程：
T
P
P
nB
1
6m ol
V1 V 2 常 数
T2 T1
V = 0
W 0
QV U n C v ,m d T n C v ,m T
H n C p ,m d T n C p ,m TT1ຫໍສະໝຸດ T2使用的依据是 理想气体
⑷绝热过程：
Q 0
W U n C v ,m d T n C v ,m T
2
V1
am b
而在很多情况下我们是用： W p a m b V 当然W=ΔU+Q也是一种可能需要考虑到的方面
总结
(1)功
分到具体过程的话还有就是理想气体恒温 可逆过程： P2 V1
W n R T ln n R T ln P1 V2
对于多组分的话我们通常还会经常使用 到： W W
总结
(4)焓变
终态温度T(2)的求算，往往有涉及到理想气体状
态方程PV=nRT，以及绝热不可逆过程 方程的建立和求解
W=Δ U
当然到具体情况对下面两个公式的运用也是比 较重要的
H Q p
H U ( pV )
总结
(4)焓变
对于多组分气体
H
H
i
i
总结
W,Q,ΔU,ΔH这四个量的求算，既相互独 立，又相互联系，考虑问题时不能将它 们孤立开来，往往需要我们将其紧密联 系在一起。
Q
Q
i
i
总结
（3）热力学能变
如果说对于功和热这两个途径函数的求算，对每 一个过程都非常“严格和苛求”的话，那么Δ U 的求算有这样一个特点： 只考虑结果不考虑过程
始态
终态
这种只关注始态和终态的性质常常给我们解 题带来方便。
总结
（3）热力学能变
热力学能这样一个具有状态函数这一优秀 品质的量，对于我们今天讨论的理想气体 PVT过程来说就显得非常重要了。 通常我们是通过这几个方程来求解：
T1
T2
H n C p ,m d T n C p ,m T
T1
T2
⑸可逆过程
恒温可逆过程
绝热可逆过程
恒温可逆过程
显 然
H 0
是恒温过程的一种特殊状态
U 0
Q W
特殊性
W n R T ln V1 V2 n R T ln P2 P1
绝热可逆过程
Q 0
例题：在一带活塞的绝热容器中有一固定的绝热隔板。 隔板靠活塞一侧为2mol,0℃的单原子理想气体A，压力 与恒定的环境压力相等；隔板的另一侧为6mol，100℃ 的双原子理想气体B，其体积恒定。今将绝热板的绝热 层去掉使之变成导热板，求系统达到平衡时的T即过程 的W,ΔU,ΔH。
解析：
nA
2m ol
B
B
nB 6m ol
Q 0
U W
T B 3 7 3 .1 5 K
V
T
V
又因导热隔板是固定的，双 原子理想气体B体积始终恒定， 所以双原子理想气体B不作膨 胀功，仅将热量传给单原子 理想气体A，使A气体得热膨 胀作体积功，因此
W WA
U W W A
U W A U U