热力学第一定律是什么意思?

如题所述

热力学第一定律(the first law of thermodynamics)就是不同形式的能量在传递与转换过程中守恒的定律,表达式为△U=Q+W。表述形式:热量可以从一个物体传递到另一个物体,也可以与机械能或其他能量互相转换,但是在转换过程中,能量的总值保持不变。其推广和本质就是著名的能量守恒定律。

该定律经过迈尔 J.R.Mayer、焦耳 J.P.Joule等多位物理学家验证。热力学第一定律就是涉及热现象领域内的能量守恒和转化定律。十九世纪中期,在长期生产实践和大量科学实验的基础上,它才以科学定律的形式被确立起来。

扩展资料

应用

(一)制冷压缩机

工质流入和流出这类设备时,宏观动能与重力势能的变化相对于外界提供的轴功ws的量值来说很小,可以忽略不计;工质流经这类设备向外界的散热量也相对很小,可近似为绝热的,即q=0。于是由(1-2-3)式可得:

-ws=h2-h1  (1-2-4)

式1-2-4表明,制冷压缩机消耗的外功大小等于工质在压缩机出口和入口的焓差,即等于工质焓的增加。

(二)热交换器

工质流经热交换器时,只通过传热与外界交换能量,没有轴功,即ws=0;其宏观动能与重力势能的变化相对于传递的热量也很小,可忽略不计。于是,由式(1-2-3)可得:

q=h2-h1  (1-2-5)

对于制冷系统的蒸发器,液态制冷剂在其中吸收周围物体或介质的热量沸腾汽化,q>0,焓增加,即在蒸发器中工质吸收的热量等于其焓的增加;对于制冷系统的冷凝器则与蒸发器恰好相反,气态制冷剂在其中向周围介质放热冷凝液化,q<0,焓减少,即在冷凝器中工质放出的热量等于其焓的减少。

(三)节流装置

在制冷系统中,工质流经节流装置时,由于流道截面突然缩小,需克服局部阻力而导致压力下降,温度也同时下降,工质流经节流装置所历时间很少,可近似为绝热的(故称绝热节流),即q=0;工质进出节流装置时宏观动能与重力势能的变化都很小,可以忽略不计,节流过程工质与外界无功交换,ws=0。因此,由式(1-2-3)可得:

h1=h2

可见,工质经历绝热节流,在节流装置入口与出口处的焓是相等的。

综合上述可以看出,流动工质的焓在能量转换或转移关系中的重要作用,焓是随工质流动而转移、并由工质热力状态所决定的能量。

参考资料:百度百科-热力学第一定律

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