热力学第一定律

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1．热力学第一定律

在一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么，外界和物体所做的功W和物体从外界吸收的热量Q之和就等于物体内能的增量△U．

(1)热力学第一定律表达式．

△U=Q+W这个式子叫热力学第一定律

热力学第一定律表示物体内能的变化量跟功、热量的定量关系．

(2)热力学第一定律中的两种特例

其一：如果物体(或系统)不跟外界发生热交换，这时Q=0，热力学第一定律表示为△U=W．

其二：如果物体(或系统)只跟外界发生热交换，外界对物体没有做功，这时W=0，热力学第一定律表示为△U=Q．

2．热力学第一定律中各项的符号法则如果物体(或系统)跟外界同时发生做功和热传递过程，公式中的△U，W，Q的正负号有如下规定：(1)外界对物体(系统)做功，W为正值，即W>0；物体(系统)对外界做功，W为负值，即W<0，反之若W>0(或W<0)，则外界对物体(物体对外界)做功．

(2)物体(系统)吸收外界的热量，Q为正值，即Q>0；物体(系统)向外界放出热量，Q为负值，即Q<0，反之若Q>0(或Q<0)，则表示物体吸收(或放出)热量．

(3)物体(系统)的内能增加，△U为正值，即△U>0，物体(系统)的内能减小，△U为负值，即△U<0．反之若△U>0(△U<0)，则物体内能增加(减少)．

3．应用热力学第一定律解题的步骤

(1)确定研究对象．

就是要明确内能变化的是哪一个物体或哪一个热力学系统．

(2)定性分析研究对象的内能变化是由外界哪些物体或系统通过哪种过程引起的．

(3)根据符号法则，确定△U，Q，W的正负号，代入公式△U=Q+W进行计算．

(4)对结果，应根据符号法则解释其物理意义．

例 以下过程不可能发生的是( )．

A．对物体做功，同时物体放热，物体的温度不变

B．对物体做功，同时物体吸热，物体的温度不变

C．物体对外做功，同时放热，物体的内能不变

D．物体对外做功，同时吸热，物体的内能不变

分析 选B、C依据热力学第一定律W+Q=△U可知：对A；W>0，Q<0，可能出现△U=0，或，△U>0，或△U<0，所以A有可能，不能选；对B∶W>0，Q>0，可能出现△U>0，不可能出现△U=0，即B不可能，应选B；对C∶W<0，Q<0，只能出现△U<0，不可能出现△U=0，即C不可能，应选C；对D∶W<0，Q>0，可能出现△U>0，或△U<0，或△U=0，所以D有可能，不能选．综合上述可知，本题的正确选项应为B、C．

答 B、C．