1、2022-1-241热力学第一定律的本质是能量守恒原理，即隔离系统无论热力学第一定律的本质是能量守恒原理，即隔离系统无论经历何种变化，其能量守恒经历何种变化，其能量守恒2.2 2.2 热力学第一定律热力学第一定律1. 热力学第一定律热力学第一定律 热力学第一定律的其它说法：热力学第一定律的其它说法：不消耗能量而能不断对外作功的机器不消耗能量而能不断对外作功的机器第一类永动机是第一类永动机是不可能的不可能的。 2022-1-2422. 封闭系统热力学第一定律的数学形式封闭系统热力学第一定律的数学形式 系统热力学能（内能）的增量；系统热力学能（内能）的增量； Q 系统与环境交换的热，得热为，失热为
2、系统与环境交换的热，得热为，失热为 W 系统与环境交换的功，得功为，失功为系统与环境交换的功，得功为，失功为WQU WQdU 适用条件：封闭系统适用条件：封闭系统） ( (注意：其中注意：其中W=We+Wf)2022-1-243内容内容: : 旋塞左侧容器内充以空气，压力最旋塞左侧容器内充以空气，压力最高不超过高不超过1 1大气压，（近似认为理大气压，（近似认为理想气体）右侧抽成真空，置于一温想气体）右侧抽成真空，置于一温度确定的大水浴中。打开旋塞，左度确定的大水浴中。打开旋塞，左侧容器中的空气将迅速通过旋塞进侧容器中的空气将迅速通过旋塞进入右侧，直到整个容器中压力均匀入右侧，直到整个容器中压
3、力均匀一致。一致。焦耳实验结论焦耳实验结论实验结果实验结果: :气体膨胀前后气体膨胀前后, , 水浴温度未变。水浴温度未变。 结果分析结果分析: :以左侧的气体为系统，其余为环境。以左侧的气体为系统，其余为环境。焦耳实验焦耳实验3. 焦耳实验焦耳实验2022-1-244理想气体向真空膨胀：理想气体向真空膨胀：W 0；过程中水温未变：过程中水温未变：Q 0 U 0( () )d dd dd dTVUf T ,VUUUVTVT （任何气体）（任何气体）2022-1-245又又 dT = 0, dU = 0, dV 00TUV 恒温时，恒温时，U 不随不随V 或或 p 变化变化理想气体的理想气体的U只是只是T 的函数的函数（液体、固体近似成立）（液体、固体近似成立） U = f (T)（理想气体）（理想气体）2022-1-246这一由实验得出的结果也可以用理想气体模型解释：这一由实验得出的结果也可以用理想气体模型解释：理想气体分子间没有相互作用力，因而不存在分子间理想气体分子间没有相互作用力，因而不存在分子间相互作用的势能，其热力学能只是分子的平动、转动相互作用的势能，其热力学能只是分子的平动、转动、分子内部各原子间的振动、电子的运动、核的运动、分子内部各原子间的振动、电子的运动、核的运动的能量等，而这些能量均只取决于温度。的能量等，而这些能量均只取决于温度。Homework:4,5
