东南大学：《大学物理学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第十三章 热力学基础（13.2）内能 热力学第一定律

物理学 13-2内能热力学第一定律 第五版 作机械功改变系统 作电功改变系统 状态的焦耳实验 状态的实验 Joule experiment of the Experiment of the system state changed by system state changed mechanical work by electric work 第十三章热力学基础 /12

13-2 内能 热力学第一定律 第十三章 热力学基础 物理学 第五版 1/12 作机械功改变系统 状态的焦耳实验 Joule experiment of the system state changed by mechanical work A V 作电功改变系统 状态的实验 Experiment of the system state changed by electric work

物理学 13-2内能热力学第一定律 第五版 实验证明系统从状态4变化到状态B,可以 采用做功和传热的方法,不管经过什么过程,只 要始末状态确定,做功和传热之和保持不变 Experiments prove: The system changes from state A state B, can be used to working heat transporting, regardless of the the path or processes that the system goes throgh between the given initial state the final state, the total of working heat transporting remain unchanged 2 B B 2 AlB +O41B-Wa2B +22B WAIB24+0AB24 =0 n 第十三章热力学基础 2/12

13-2 内能 热力学第一定律 第十三章 热力学基础 物理学 第五版 2/12 2 A B * 1 * p o V 0 WA1B2A + QA1B2A = W Q W Q A B A B A B A B 1 1 2 2 + = + 2 A B * 1 * p o V 实验证明系统从状态A 变化到状态B，可以 采用做功和传热的方法，不管经过什么过程，只 要始末状态确定，做功和传热之和保持不变. Experiments prove: The system changes from state A to state B, can be used to working & heat transporting, regardless of the the path or processes that the system goes throgh between the given initial state & the final state,the total of working & heat transporting remain unchanged

物理学 13-2内能热力学第一定律 第五版 内能( nternal energy) 热力学系统在一定的状态下,具有一定的能量, 称为热力学系统的内能。 The definite energy described by the thermodynamic system in the certain state is called the internal energy 内能是状态量,内能的变化只决定于出末两个状态, 与所经历的过程无关,即内能是系统状态的单值函数 The internal energy is state quantity the increment of the internal energy only depends on the initial state the final state, regardless of the paths or the processes that system goes trough, that is the internal energy is single-valued function of the system state 第十三章热力学基础 3/12

13-2 内能 热力学第一定律 第十三章 热力学基础 物理学 第五版 3/12 一 内能(Internal energy) 热力学系统在一定的状态下，具有一定的能量， 称为热力学系统的内能。 The definite energy described by the thermodynamic system in the certain state is called the internal energy 内能是状态量,内能的变化只决定于出末两个状态, 与所经历的过程无关,即内能是系统状态的单值函数。 The internal energy is state quantity, the increment of the internal energy only depends on the initial state & the final state, regardless of the paths or the processes that system goes trough, that is the internal energy is single-valued function of the system state

物理学 13-2内能热力学第一定律 第五版 E=E(7) 理想气体的内能仅是温度的单值函数 The internal energy of the ideal gas is only single-valued function of the system temperature 若不考虑分子内部结构,系统的内能就是系统中所 有分子的热运动能量和分子间相互作用的势能的总和。 If does not consider the internal structure of molecules, the internal energy of the system is the total sum of the kinetic energies of the molecules the potential energies between interactive molecules 17t E RT M 2 第十三章热力学基础 4/12

13-2 内能 热力学第一定律 第十三章 热力学基础 物理学 第五版 4/12 若不考虑分子内部结构，系统的内能就是系统中所 有分子的热运动能量和分子间相互作用的势能的总和。 2 m i E RT M  = 理想气体的内能仅是温度的单值函数 E = E(T) The internal energy of the ideal gas is only single-valued function of the system temperature If does not consider the internal structure of molecules, the internal energy of the system is the total sum of the kinetic energies of the molecules & the potential energies between interactive molecules

物理学 13-2内能热力学第一定律 第五版 系统内能的增量只与系统的初态和末态有关, 与系统所经历的过程无关 The increment of the internal energy of the system only depends on the initial state the final state, it is naepenaen at of the processes that system goes trough B B 2 △E AB △E A1B24 第十三章热力学基础 5/12

13-2 内能 热力学第一定律 第十三章 热力学基础 物理学 第五版 5/12 系统内能的增量只与系统的初态和末态有关， 与系统所经历的过程无关 . EAB =C EA1B2A = 0 2 A B * 1 * p o V 2 A B * 1 * p o V The increment of the internal energy of the system only depends on the initial state & the final state, it is independent of the processes that system goes trough

物理学 13-2内能热力学第一定律 第五版 热力学第一定律 (First law of thermodynamics 系统从外界吸收 的热量,一部分使系统 △V个 的内能增加,另一部 △E个△T个 分使系统对外界做功。 Part of the heat that the system absorbs from its exterior causes the increase of the internal energy of the system another part the heat renders the system do work on its exterior =E2-E1+W=△E+W 准静态过程 (The quasi-static process) O=△E+ 微小过程 (Micro-process Ido=de +dw=dE+ pdv 第十三章热力学基础 6/12

13-2 内能 热力学第一定律 第十三章 热力学基础 物理学 第五版 6/12 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 。   V   E W Q   T Part of the heat that the system absorbs from its exterior causes the increase of the internal energy of the system & another part the heat renders the system do work on its exterior Q = E2 − E1 +W Q E W =  + 二热力学第一定律 (First law of thermodynamics) =  +  2 1 d V V 准静态过程 Q E p V (The quasi-static process) dQ = dE + dW = dE + pdV 微小过程 (Micro-process)

物理学 13-2内能热力学第一定律 第五版 物理意义( Physical significance) 电动机 手摇发电机 第一类永动机是不可能制造成功的 The perpetual machines offirst kind can impossible be realized 第十三章热力学基础 7/12

13-2 内能 热力学第一定律 第十三章 热力学基础 物理学 第五版 7/12 电动机 手摇发电机 白 炽 第一类永动机 灯 第一类永动机是不可能制造成功的 The perpetual machines of first kind can impossible be realized 物理意义(Physical significance)

物理学 13-2内能热力学第一定律 第五版 物理意义( Physical significance) 1)能量转换和守恒定律在热现象中的表现形式; First law of thermodynamics is the form ofthe expression ofenergy conversion &conservation law in the thermal phenenon 2)实验经验总结,自然界的普遍规律 First law of thermodynamics is the summation of experiment experience, it is the universal law of the natural world 适用于任何热力学系统所进行的任何过程。 First law of thermodynamics is all applicable for any processes of any thermodynamic systems 第十三章热力学基础 8/12

13-2 内能 热力学第一定律 第十三章 热力学基础 物理学 第五版 8/12 适用于任何热力学系统所进行的任何过程。 2）实验经验总结，自然界的普遍规律 . 1）能量转换和守恒定律在热现象中的表现形式； First law of thermodynamics is the form of the expression of energy conversion &conservation law in the thermal phenenon First law of thermodynamics is the summation of experiment & experience ,it is the universal law of the natural world First law of thermodynamics is all applicable for any processes of any thermodynamic systems 物理意义(Physical significance)

物理学 13-2内能热力学第一定律 第五版 2004年中丸科技骗周芝 任何动机神话 【曾经理匿迹很长时间的永 动机神话再摩在去年出现 梁星大,号称列》发明体 其所在的海南星人小用 公到称将建设装机 300劳 的字宙引力能发电广及年 0 方字宙引能小轿车厂项目 第十三章热力学基础

13-2 内能 热力学第一定律 第十三章 热力学基础 物理学 第五版 2004年十大科技骗局之六： 永动机神话 曾经销声匿迹很长时间的永 动机神话再度在去年出现。 梁星人，号称永动机发明人。 其所在的海南星人永动机发电厂有 限公司称,将建设装机总容量300万 KW的宇宙引力能发电厂及年产10 万辆宇宙引力能小轿车厂项目

物理学 13-2内能热力学第一定律 第五版 Q=E2-E1+W=△E+WP Q=△E+|,Pdb 2 do=de +dW=dE+ pdv 第一定律的符号规定 (Symbols provisions of first law) Q吸正放负△E增正减负W系正外负 系统吸热,系统内能增加系统对外界做功 Endothermic. Increment of Work on exterior heat internal energyl 系统放热系统内能减少外界对系统做功 - Exothermic l. Decrease of Work on system heat Internal energy 第十三章热力学基础 0/12

13-2 内能 热力学第一定律 第十三章 热力学基础 物理学 第五版 10/12 Q E W Q = E2 − E1 +W = E +W 第一定律的符号规定 (Symbols provisions of first law) 1 2 * * p o V1 V2 V 2 1 d V V Q E P V =  +  d d d d d Q E W E P V = + = + 吸正放负 增正减负 系正外负 系统吸热 Endothermic heat 系统内能增加 Increment of internal energy 系统对外界做功 Work on exterior 系统放热 Exothermic heat 系统内能减少 Decrease of internal energy 外界对系统做功 Work on system +