内能是什么？热力学第一定律内能

【内能是什么？热力学第一定律内能】什么是内能（热力学第一定律的内能）老郭今天给大家介绍一下热力学第一定律。当一个热力学系统处于热力学平衡状态时，只要没有外力作用，它的状态变量就不会随时间变化。如果外界对系统产生影响，平衡就会被打破，导致向另一个平衡状态的转变。
热力学图
在热力学中，如果系统从一种状态变为另一种状态，则系统吸收的热量为 Q，与环境交换的功为 W，则热力学能（也称为内能）的变化可以得到为 ΔU = Q+ W或Q=ΔU-W（目前常用这两个术语，前者用得较多），为了避免混淆，物理学中一般用第一个，而化学中通常说系统做在外部工作，所以使用后者。.
后一个表达式的表达式为：系统吸收的热量等于系统内能增加量与系统对外做功的总和，即热力学第一定律。这个定律是能量之间的转换和守恒定律，是从经验总结出来的热力学基本定律。
对于无穷小的元过程，热力学第一定律可以写成 dQ=dU+dW

文章插图
气体在外部压力下被压缩
系统的内能是一个状态函数，它只与系统所处的状态有关，与系统变化的过程无关。如果确定了状态变量，则确定了内能。我们关心的是系统状态变化前后内能的变化，而不是状态内能的绝对值。功和热与具体的过程有关。
热力学第一定律是能量守恒定律的一种表达。热力学第一定律是生物学、物理化学等学科的重要定律。能量守恒定律的表述是：在热力学系统中，能量是可以转换的，即可以从一种形式转化为另一种形式，但不能自行产生，也不能被破坏。所以，那些想做永动机的小伙伴们，我们洗洗睡吧，没有任何机械装置可以一直做外部工作而不消耗任何能量。
呵呵，热力学第一定律还是比较简单的，我都写不出来了。打开另一个内容“热容焓”，没办法，系统会检查图文的字数。
比热容测量实验示意图
热容是宏观物体重要的热力学参数，定义为：Cx=dQ/dT，其中dQ为物体温度升高dT所需的热量，x代表特定过程（如等压过程，等容过程）。等），单位质量物质的热容称为比热容，如千克比热容和摩尔比热容。在热力学中，比热容数据只能从实验中获得，而在气体动力学理论和统计物理学中，只能通过理论计算得到。
国际单位制中的单位是焦耳每千克摄氏度（J/（kg·K）或J/（kg°C），J指焦耳，K指热力学温标，相当于摄氏度），也就是1公斤物质升高（或降低）1摄氏度的温度所需的能量。
使用比热容数据，我们可以计算一个物体在一个过程中吸收的热量。由于热量是过程中的量，所以必须针对具体过程进行计算，可以使用这个公式ΔQ=∫CxdT
对于pV系统，等容过程和等压过程的热量计算可以分别通过以下公式计算
ΔQ=∫CvdT, ΔQ=∫CpdT
对于等容过程，根据前面介绍的热力学第一定律dQ=dU+dW=dU+pdV，由于V是常数，所以dQ=dU，那么就有Cv=(!@#$)嘿嘿， enter 方法不能输入差分符号，这里省略n个字。
相应地，我们也可以为等压过程引入一个状态函数，用这个状态函数的全微分来表示Cp，（全微分表达式我打不出来，请见谅。这里老郭的功率是10000马力我们称这个状态函数为H焓，其定义为H=U+pV，dH=dU+pdV+Vdp
一般来说，H 是 T 和 p 的函数，U 是 T 和 V 的函数，因此 Cp 和 Cv 分别是 T 和 p 以及 T 和 V 的函数。
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内能是什么？热力学第一定律 内能

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