《物理化學(xué)》合集(上冊(cè))——天津大學(xué)第六版

熱力學(xué)第一定律是熱力學(xué)中最基本的定律,也被稱為能量守恒定律。它表明能量可以從一個(gè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)系統(tǒng),但總能量保持不變。該定律可以表示為:
ΔU = Q - W
其中,ΔU代表系統(tǒng)內(nèi)能的變化,Q代表系統(tǒng)吸收的熱量,W代表系統(tǒng)對(duì)外界做功。
在熱力學(xué)過程中,系統(tǒng)經(jīng)歷了不同的狀態(tài),包括初態(tài)、中間態(tài)和末態(tài)。系統(tǒng)的初態(tài)是指開始時(shí)的狀態(tài),中間態(tài)是整個(gè)過程中的某個(gè)狀態(tài),末態(tài)是指過程結(jié)束時(shí)的狀態(tài)。
在熱力學(xué)中,有一些特殊的物理量稱為狀態(tài)函數(shù)。狀態(tài)函數(shù)只與系統(tǒng)的初態(tài)和末態(tài)有關(guān),與過程的路徑無(wú)關(guān)。常見的狀態(tài)函數(shù)有內(nèi)能U、焓H、熵S等。狀態(tài)函數(shù)的變化僅取決于初態(tài)和末態(tài)的差異,而與系統(tǒng)達(dá)到終態(tài)的路徑無(wú)關(guān)。
恒過程是指系統(tǒng)在整個(gè)過程中保持平衡狀態(tài)。在恒過程中,系統(tǒng)的溫度、壓力等物理量始終保持恒定。由于系統(tǒng)處于平衡,熱量的傳遞和功的產(chǎn)生也是由無(wú)限多個(gè)微小的步驟組成的,可以用微積分的概念窮盡地描述。
定過程是指系統(tǒng)從初態(tài)到末態(tài)的一條確定的路徑。定過程中,系統(tǒng)的物理量在過程中有明確的變化規(guī)律,如壓力隨時(shí)間變化的關(guān)系、體積隨溫度變化的關(guān)系等。定過程與恒過程相比,對(duì)系統(tǒng)的約束較少,可以通過改變外界條件來使系統(tǒng)達(dá)到不同的末態(tài)。
總結(jié)一下,熱力學(xué)第一定律涉及能量守恒,系統(tǒng)在熱力學(xué)過程中經(jīng)歷初態(tài)、中間態(tài)和末態(tài)的變化,狀態(tài)函數(shù)與過程路徑無(wú)關(guān),恒過程保持平衡狀態(tài),定過程有明確的變化規(guī)律。以上是關(guān)于熱力學(xué)第一定律的一些擴(kuò)展筆記。