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热力学第一定律

热力学第一定律简单地说,能量既不能创造也不能毁灭(能量守恒)。因此,发电过程和能源来源实际上涉及能量从一种形式转换到另一种形式,而不是从无到有地创造能量。

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热力学第一定律告诉我们,能量既不会被创造也不会被毁灭,因此宇宙的能量是一个常量常数.然而,能量可以转移从宇宙的一个地方到另一个地方。为了解决热力学问题,我们需要将宇宙的某一部分,即系统,与宇宙的其余部分,即周围环境隔离开来。

不同系统之间的能量传递可以表示为:

E1= E2(1)

在哪里

E1初始能量

E2最终能量

热力学能包括:

  • 与原子运动有关的动能
  • 储存在分子化学键中的势能
  • 系统的引力能

第一定律是热力学科学和工程分析的起点。张信哲代言欧宝是干嘛的

根据可以发生的交换类型,我们将定义三种类型的系统:

  • 孤立的系统:没有物质或能量的交换
  • 封闭系统:没有物质交换,只有能量交换
  • 开放系统:物质和能量的交换

第一定律利用了关键概念内部能量,系统工作.它被广泛地用于讨论热引擎

内部能量

内能被定义为与分子的随机、无序运动有关的能量。它在尺度上与与运动物体相关的宏观有序能量分离;它指的是原子和分子尺度上看不见的微观能量。例如,放在桌子上的一杯室温的水没有表观能量,无论是势能还是动能。但在微观尺度上,它是一团沸腾的高速分子。如果把水扔到房间的另一边,当我们把一个有序的大尺度运动叠加在整个水上时,这种微观能量不一定会发生变化。

热可以定义为从高温物体到低温物体的能量。一个物体不具有“热”;物体中微观能量的适当术语是内能。内能可以通过将能量从温度更高(更热)的物体传递到该物体而增加——这被称为加热。

工作

当热力学系统做功时,做功的通常是气体。气体在恒定压强下所做的功是W = pdv,其中W是功,p是压强,dV是体积变化量。
对于非恒定压力,功可以可视化为压力-体积曲线下的面积,它表示所发生的过程。

热引擎

冰箱,热泵,卡诺循环,奥托循环

系统的热力学能的变化量等于向系统输入的人头减去系统做的功:

dE = Q - W (2)

在哪里

dE =热力学能变化量

Q =系统吸收的热量

W =系统做的功

1定律不提供过程方向的信息,也不决定最终的平衡态。直观地,我们知道能量从高温流向低温。因此,2nd法律是需要确定的工艺方向

“热力学势”在反应和非循环过程的化学热力学中有用吗?焓由

H = u + pv (3)

在哪里

H =焓

内能

压力

体积

焓是一个可以精确测量的状态变量,因为它是由另外三个可以精确定义的状态变量定义的。

国际公认的热力学关键值标准态和生成焓,生成吉布斯自由能,熵和热容而且有机物质的标准生成焓,生成吉布斯能,熵和摩尔热容值列表对于很多无机物和有机物。

用于定义系统中的不可用能量。熵定义了一个系统对另一个系统作用的相对能力。当物质向较低的能级运动时,人们对周围环境的作用就会减弱,熵就会增加。熵与热力学第二定律

对于整个宇宙熵是增加的。

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