热力学第一定律能证明能量守恒吗?

不是发对能量守恒,是说教科书上的热力学第一定律中缺少一项位能△P,不能证明能量守恒,我是补充上位能△P,来证明能量守恒. 学习物理,对《物理学》课本中的热力学第一定律有一个认识. 教科书上的热力学第一定律的数学表达式是:Q=△U+W(1) 文字表述为:物质系统从外界吸收的热量等于物理系统的内能增量与物质系统对外做的功之和.     

热力学第一定律中的内能

大多数导论性的物理教科书在热力学系统的内能的定义中通常声明或暗示：系统的质心动能不是内能的一部分，这与它们对热力学第一定律的表述△Ｕ＝Ｑ－Ｗ不一致，如果不将系统的质心动能作为内能Ｕ的一部分，热力学第一定律应表述为△Ｕ＋△Ｋ质心＝Ｑ—Ｗ，文中给出了一些例子，这一点在许多广泛使用的教科书中都需加澄清．     

从一道热学习题谈起

从一道热学习题谈起沈溥（北京纺织工业学校１０００２５）中专物理陕西第２版教材热力学第一定律中有一习题（Ｐ２９２．６）：一定量的理想气体，在３ａｔｍ下压缩，其体积由１０Ｌ压缩到５Ｌ，在此过程中系统的内能增加了１２０Ｃａｌ，问该过程中系统和外界交换了多少...     

P-V图的妙用

热力学第一定律是包括热量在内的能量守恒和转化定律。它指出:外界传递给系统的热量Q,一部分使系统的内能E增加,一部分用于系统对外做功A.其公式为 Q=△E A(其中 △E=E末-E初)符号规定:系统吸热,Q为正,放热为负,系统内能增加,△E为正,减少为负;系统对外做功,A为正,外界对系统做功,A为负.[1] 热力学第一定律是热力学的基本定律之一,应用十分广泛.但在应用该定律公式时,不少学生往往对热量、功以及内能变化三个量的符号混淆不清,运算经常发生错误.怎样才能使学生克服符号的差错呢?我觉得,只要在5!导学生掌握热力学第一定律的物理实质的…     

正负温度的热力学定律

本文讨论了正负温度的热力学定律．先阐述传统的正温度热力学定律，继而阐述负温度热力学定律，形成对比和统一的鲜明印象，并把热力学三条基本定律综合为一条定律，体现了热力学定律的完整性．最后谈到１００多年来人们困惑不解的“Ｍａｘｗｅｌｌ妖”（Ｍａｘｗｅｌｌｉａｎ Ｄｅｍｏｎ ）和“热寂”（Ｈｅａｔ　Ｄｅａｔｈ）问题．     

热力学第一定律教学研究及难点释疑

物理学的生命力在于它的不断发展,19世纪物理学家焦耳的工作使人们认识到物体内能中与分子热运动相关的那部分能量,建立了能的概念以及热力学第一定律。内能和热力学第一定律的学习使学生对能量的认识从力学拓展到热现象,跨出了这一步,就容易理解电磁能、核能等,就能领悟能量的多样性,体会能量概念及其所遵循的规律在人类认识和利用自然中的重要地位。本文就热力学第一定律的教学研究作一些探讨。     

理想气体热力学过程吸放热情况的图像判断法

如何简便地判断一个热力学过程的吸放热情况,对于了解此热力学过程是至关重要的．传统的方法是借助热力学第一定律,通过计算该热力学过程中的热学三量（功、热量和内能）来确定．文章通过分析简单热力学过程中的热容,得出：从绝热线上一点出发的微过程,过程曲线在绝热线下方,为放热过程;反之,为吸热过程．进一步,文章指出对于一些复杂的热力学过程,除使用传统的比较功大小的方法外,还可以利用热力学过程的末态相对等温线的位置而简单得出其吸放热情况。     

热力学与传热学的共性理论基础——可逆与不可逆过程普适的有效能方程

回顾总结了热力学与传热学共性理论基础研究的系列成果,从正视热力学第二定律、"熵产"理论在实际应用中存在的问题入手,以势能理论为依据,用相对环境平衡态的势能为基准态势能定义了能量中的有效能和无效能。这种定义具有与""相同的性质,又能从定义式直接写出有效能函数的表达式。继而利用热力学第一定律方程,推导出了普适的有效能方程、有效能率方程,并与熵方程、■耗散方程和方程进行了比较。前者方程各项都只与状态有关,都能独立计算出来,而后三个方程都有一项与不可逆过程有关的补缺项。把有效能率方程应用于传热过程,导出了传热效率的表达式;应用于实际热机系统,导出了传热与热力耦合系统的输出功率、输入热流率、效率、换热器传热系数以及热源参数之间的关系,并举例应用于系统优化设计。本文构建的热力学和传热学共性理论,为热机与换热器耦合进行热力系统综合分析和协调优化提供了理论基础。     

用分子运动论推导理想气体绝热定律

与通常单独从热力学推导相反，本文证 明了如何从麦克斯韦－玻尔兹曼（或其他任 意）速度分布假设推导理想气体绝热定律．文 中还讨论了导致单体粘滞性（ｏ ｎｅ－ｂｏｄｙｖｉｓｃｏｓｉｔｙ）的高阶效应，给出了适合于低年级 的更简单的绝热定律的推导．     

关于理想气体卡诺循环的一点注记

在证明理想气体卡诺循环的效率时,一般教科书都利用理想气体的绝热过程方程 常数(或与其等价的方程),但是这一方程是在假定y为一与温度无关的常数下得到的近似方程,利用了上述近似方程容易使人怀疑证明的结果是否也有近似的性质.答案自然是否定的,本文提出一种改进了的证明,其中只利用热力学第一定律和理想气体的定义.从而避免了 中含有近似成份的不正确想法。 证明如下: 考虑理想气体的卡诺循环如图(1) (1)1→2.等温膨胀过程.由第一定律和理想气体的内能仅为温度的函数可知。在这个过程中系统内能不变,系统对外作的功等于系统从热源T1中吸…     

利用实验曲线计算液体比热容的方法

电热法测液体比热容的实验中，由于量热器系统并非一个真实的绝热系统，在低于外界环境温度和高于外界环境温度时，量热器和外界环境之间存在不等的热量交换；同时由于量热器的散热系数是一未知的常数，对其散热不能进行修正，导致实验结果和标准值之间有较大的偏差．本文介绍的利用实验曲线计算液体比热容的方法，可以消除由于散热对实验的影响，得到比较准确的实验结果．一、计算原理由热力学第一定律可知，待测液体在外界环境温度T0附近在dt时间内所吸收的热量dQ应等于它从电热丝吸收的热量式中V、I分别为加热电阻丝两端的电压及其中的…     

论表征热力学完善性的几种评价指标

一、目的效率的一般表达式 目的效率是基于热力学第二定律分析而提出的一种用来衡量系统热力学完善性的指标。 作者由下图示出的稳流系统流模型,导出了目的效率的一般表达式。 如图所示,外界可分为以下四种情况。第一是主源户A,它向系统提供E_A~+量,由系统返回     

热量热能内能的比较

内能和热量是热力学中两个既有联系又易混淆的重要概念,在中学物理中还提到热能的概念,这三个概念到底有什么本质区别和联系,下面就内能和热量,内能和热能两方面加以比较．1内能和热量的比较内能是物质系统的内部状态所决定的能量,以U表示,内能是状态函数,由系统平衡态的状态参量单值的确定．从微观上说,内能包括系统内分子热运动的各种动能,如平动     

幽默小品

 一、热力学第四定律不可能存在在讨论了热力学第一定律和第二定律之后,恩斯特教授说:“你看,表述并证明了热力学第一定律的是三位物理学家:迈耶,焦耳和赫姆霍兹;而热力学第二定律是由两位伟大的物理学家提出来的,他们是克劳修斯相汤普逊;我单独一个人发展了第三定律。这就是说,第一定律需要三个人,第二定律两个人,第三定律一个人就够了。     

负绝对温度的热力学及其重要性质

一、引言通常我们认为物体的温度是对物体冷热程度的描述。在热力学里,一个热力学系统的绝对温度T可以用系统内能U或系统焓I对系统熵S的导数来规定: 这里x和y是一对外延量和内合量。对于一般热力学系统,通常系统的内能和焓都是熵的不减函数,也就是说,内能或焓随熵的增加而单调地增加。这样从(1)式就得出结论,系统的温度     

正负温度系统下的热力学第三定律

本文讨论正负温度系统下的热力学第三定律，并陈述其理论价值．意在使人们对热力学第三定律有更进一步的了解和认识，以作为对大学物理教学教材的补充． 一、正温度系统下的热力学第三定律 根据正则系统，体系能量取Ｅｎ态的几率为ρｎ＝ｅ～（－Ｅｎ／ＫＴ）／Ｑ２ ，如果系统的能量Ｅｎ不受限制，则体系的温度只能取正值．在日常生活及科学实验中所接触到的系统能量大多数都没有上限，因此，都是正温度系统．讨论热力学第三定律在正温度系统下的情况可以追溯到该定律的建立过程．早在１７０２年，法国物理学家阿蒙顿已经有了“绝对零度”…     

Reissner-Nordstrom黑洞中带电粒子由隧穿导致的Hawking辐射的进一步讨论

以Reissner-Nordstrom黑洞(R-N黑洞)为例，从黑洞热力学定律出发，对R-N黑洞中的带电粒子的量子隧穿效应进行了重新分析.将作用量的虚部重写成黑洞热力学定律的形式后，发现在Parikh工作框架下的量子隧穿效应与黑洞热力学的第一、第二定律有潜在的联系；而且，如果认为量子隧穿过程为可逆过程，则量子隧穿效应中的结果与黑洞热力学第一、第二定律是一致的.换而言之，Parikh的结论只对可逆过程成立. 关键词： Reissner-Nordstrom黑洞 黑洞热力学定律 隧穿 可逆过程     

气体的内能、焦耳-汤姆逊系数与理想气体

本文拟就满足焦耳定律的气体与焦耳-汤姆逊系数μ=0的气体的性质以及理想气体的定义作一些讨论.一、焦耳定律与物态方程 焦耳通过实验研究了气体的内能,得到了气体的内能U仅是温度的函数而与体积无关的结论,即 U=U(T)(l)这就是焦耳定律.式中T是用理想气体绝对温标量度的温度.精确的实验表明,一切实陈的气体,并不严格遵守焦耳定律,只有非常稀薄的气体才较好地服从式(1).假设绝对热力学温标量度的温度θ与T相等,即 T=　(2)则由热力学第一定律和第二定律得到的能方程[1]可以证明。凡满足理想气体物态方程 PV=RT(4)的气体,一定满足焦耳定律…     

广义不确定性原理下费米气体低温热力学性质

在考虑到广义不确定性原理时, 统计物理中的态密度必须做出修正, 这导致对传统统计物理的所有结果都有不同程度的修正. 在高能、高温条件下, 此修正是颠覆传统观念的, 在低温条件下, 也有一定的修正. 研究了低温条件下考虑到广义不确定性原理时, 理想费米气体和具有弱相互作用费米气体的热力学性质, 分别给出理想费米气体和弱相互作用费米气体的化学势、内能和定容热容的解析表达式, 并以铜电子气体为例进行了具体数值计算, 将计算结果与不考虑广义不确定性原理时的费米气体的热力学性质进行了比较, 探讨了广义不确定性原理对系统热力学性质的影响. 考虑到广义不确定性原理后费米气体的化学势、费米能和基态能增大, 热容减少, 内能随温度的增加先增大, 到某一温度(对于铜电子气体, T/T_F0～0.3)时, 增值为零, 温度再增加内能减少. 这些修正的具体数值主要由粒子数密度决定, 粒子数密度越大, 修正越大.     

溶剂化的热力学集团展开理论

把二元溶液的过剩内能（ｅｘｃｅｓｓ ｅｎｅｒｇｙ）分成溶剂－溶剂、溶剂－溶质及溶质－溶质相互作用部分。利用集团展开方法给出了二元溶液在正则系综的配分函数的表达式，利用该表达式得到了溶质的偏摩尔内能（ｐａｒｔｉａｌ ｍｏｌａｒ ｅｎｅｒｇｙ）和偏摩尔熵（ｐａｒｔｉａｌ ｍｏｌａｒ ｅｎｔｒｏｐｙ）的表达式。在无限稀溶液情形，过剩偏摩尔内能的溶剂－溶剂部分又称重组织内能（ｒｅｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ），它反映了溶质存在时对其周围溶剂分子之间的相互作用能的影响。研究表明，在溶质的粒子数密度相对较大时，溶质分子之间的相互作用将影响过过剩偏摩尔内能的溶剂－溶剂部分，对于稀溶液，过氧偏摩尔内能的溶剂－溶剂部分与溶质的摩尔分数成线性关系。对低蜜度二元溶液，溶质的过剩偏摩尔内能和过剩偏摩尔熵也与溶质的摩尔分数成线