T01 热力学第一定律

目标:说明热力学第一定律——能量守恒。

热力学第一定律可以简洁地表述为:能量守恒。能量既不能创生也不能毁灭。但是,能量可以通过功或热的形式相互转换。

 

  焦耳(Joule)实验

例如,在图 T1 中,质量为 ms 的重物下降了距离Dh. 重物ms 吊在滑轮上,通过滑轮组带动搅拌器, 搅拌装在绝热容器中的液体。在重力g作用下,物体下降了 Dh, 势能改变,数值为 DEp, 通过搅拌液体,该势能的变化转化为功W。

因此 : DEp = ms.g.Dh = W

实验发现,势能的改变值或所做的功,等于将质量为m’aq 的水温度升高DT所需的热量DQ,也就是:

DQ = m’aq.DT.cp

式中,cp 为水的比定压热容。这个等式只有在容器中的水面上有压力时才适用,并且实验中液面上的大气压保持恒定。