第七章热力学统计物理 除做功外,还可以通过向系统传递热量的方法改变系统的内能。例如,我们使容器内的水温升高,可 以用搅拌的方法(做功);也可以用电加热的方法(热传递),使热量不断传入水中,转变成水的内能。所 以做功和传递热量都可以使系统的内能改变 热传递是改变系统内能的一种方法。是系统和外界存在温差时的能量传递方式 外界向系统传递热量,系统内能增大:加热水 系统向外界传递热量,系统内能减小 本质:外界与系统相互交换热量。将分子热运动的能量自一个物体转移到另一个物体。 四、思考题 1.做功和传递热量都是能量的传递,功和热量有区别吗? 2.什么样的过程可以称作准静态过程 §7-2热力学第一定律 前面指出,做功和热传递都可以使系统的内能发生改变,它们三者之间有什么关系呢?这就是热力学 第一定律要解决的问题。 、热力学第一定律( First Law of Thermodynamics) 表述:系统从外界吸收的热量,一部分使系统的内能增加,另一部分使系统对外界做功,这就是 热力学第一定律。数学表达式为 Q=△E+W=(E2-E1)+W 对于微小过程c=E+dW 2.本质:热力学第一定律是包括热现象在内的能量守恒定律,对任何物质的任何过程都成立 说明: 符号规定 热量Q:正号——系统从外界吸收热量,负号——系统向外界放出热量 功W:正号——系统对外界做功,负号外界对系统做功; 内能ΔE:正号—系统内能增加,负号—系统内能减小 2)计算中,各物理量的单位是相同的,在SI制中为J。 3)热力学第一定律表明,热量与功可以相互转化,但热量与功的转化不是直接的 热量→功:系统从外界吸收热量→系统内能增加→系统内能减小→对外做功; 功→热量:外界对系统做功→→系统内能增加→系统內能减小→向外界传递热量。 附录:关于热力学第一定律的建立: 对热力学第一定律有贡献的科学家 1.德国内科医生 Julius Robert Mayer(1812-1878),1845年在他的小册子 Organic motion in Its Connection with nI 中列举了25种形式的能量,认为太阳是终极能源 3. Hermann Von Helmholtz (id 11), On the Conservation of Force(1847Oc.(1850) 2. James prescott Joule(1818-1889),代表作Phil. Trans.Roy.So 4. Sadi Carnot (1796-1832)(iELE), Reflection on the Motion Power of Fire (1824) 热力学第一定律的另一种表述 1.第一类永动机( Perpectual motion machine of the first kind 它不需要任何动力或燃料,却能不断地对外做功。这种机器称为第一类永动机。 2.热力学第一定律的另一种表述 第一类永动机是不可能造成的。 1775年,法国科学院宣布,不再接受审査所谓永动机的发明。热力学第一定律为第一类永动机作了科