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文档简介

热力学基础知识

热力学第一定律19世纪30-40年代，迈尔·焦耳（德国医生）发现并确定了能量转换与守恒定律。恩格斯将这列为19世纪三大发现之一（细胞学说、达尔文进化论）。2.1能量转换和守恒定律能量转换与守恒定律定律指出：一切物质都具有能量。能量既不可能创造，也不能消灭，它只能在一定的条件下从一种形式转变为另一种形式。而在转换中，能量的总量恒定不变。至今为止，没有一个人提出一个事实不符合这条自然规律的，相反，在各个领域：天文、地理、生物、化学、电磁光、宏观、微观各领域都遵循

这条规律。热力学是研究能量及其特性的科学，它必然要遵循这条规律。热力学第一定律是能量转换和守恒定律在热力学上的应用。说明热能和其他形式之间可以相互转换，转换过程总能量保持不变。2.1能量转换和守恒定律实质意义表述在工程热力学中，热力学第一定律主要是指热能和机械能之间的相互转化和总量守恒。确定了热能和机械能之间的相互转换的数量关系，是工程热力学的理论基础之一，是热工分析与计算的理论依据。热和功可以互相转换，为了获得一定量的功，必须消耗一定量的热；消耗一定的功时，必然出现与之对应量的热。不消耗能量就可以连续产生功的第一类永动机是不可能制造成功的。第二类永动机不消耗能量而能对外连续作功的机器；实践证明是不可能实现的。故热力学一定律也可表述为：“第一类永动机是永远也造不成的”。各种永动机问题长期困扰着科技界与社会。第一类永动机思考—从单一热源取热，并将其全部转变机械功的机器（或：热效率等于100%的机器）（有关问题在第四章课中将详细讨论）。长期以来一直有人在追求、研究各种形式的永动机，无一有所收获。希望各位树立正确的思想方法，不要误入歧途。第一类永动机永动机设想导管内水流下来，冲动小轮再用皮带使小轮带动大轮转动，再拖动水斗，将水提上去，水又从导管端上处流出，再带动小轮，这样就可以循环不已。氢气发动机水分解装置取回部分功量驱动水分解装置wH2水永动机设想热力学第一定律

闭口系能量方程式闭口系：在热力过程中（如图）系统从外界热源取得热量Q；对外界做膨胀功W；=进入系统的能量离开系统的能量系统储存能量的变化-能量平衡关系式：WQ对于不做整体移动的闭口系，系统宏观动能和位能均无变化，有：（∆E=∆U），故2.3闭口系能量方程式对微元过程单位质量热能转变为机械能的根本途径热力系吸收的能量增加系统的热力学能对外膨胀作功一定质量对微元过程2.3闭口系能量方程式+系统吸热系统放热内能增加内能减少系统对外界做功外界对系统做功它们说明：在热力过程中，热力系从外界吸收的热量，一部分用于增加系统的热力学能储存于热力系内部，另一部分用于对外膨胀作功。工质膨胀作功是热能转变为机械能的根本途径。

注意：以上各能量方程式适用于闭系各种过程（可逆或不可逆）及各种工质（理想气体、实际气体或液体）第一定律基本表达式的符号规对可逆过程，

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