✎ 热力学第一定律

<h1 class="page-header">热力学第一定律</h1>
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<b>热力学第一定律</b>（英语：First Law of Thermodynamics）是热力学的四条基本定律之一，能量守恒定律对非孤立系统的扩展。此时能量可以以功W或热量Q的形式传入或传出系统。即：
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$\displaystyle \qquad \mathrm {\Delta } E_{\rm {int}}=Q+W$
式中 $\displaystyle \Delta E_{\rm {int}}$为系统内能的变化量，若外界对该系统做功，则 $\displaystyle W$为正值，反之为负值。
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写成微分形式为：
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$\displaystyle \qquad \mathrm {d} E_{\rm {int}}=\delta Q+\delta W$
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物体内能的增加等于物体吸收的热量和对物体所作的功的总和。
系统在绝热状态时，功只取决于系统初始状态和结束状态的能量，和过程无关。
孤立系统的能量永远守恒。
系统经过绝热循环，其所做的功为零，因此第一类永动机是不可能的（即不消耗能量做功的机械）。
两个系统相互作用时，功具有唯一的数值，可以为正、负或零。
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<h2 class="page-header">热力学第一定律功率平衡方程</h2>
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$\displaystyle \qquad {dE_{\mathrm {sys} } \over dt}=\sum _{i}{\dot {Q_{\mathrm {i} }}}+\sum _{j}{\dot {W_{\mathrm {j} }}}+\sum _{e}{\dot {m_{\mathrm {e} }}}\cdot \left(h_{\mathrm {e} }+g\cdot z_{\mathrm {e} }+{1 \over 2}c_{\mathrm {e} }^{2}\right)-\sum _{a}{\dot {m_{\mathrm {a} }}}\cdot \left(h_{\mathrm {a} }+g\cdot z_{\mathrm {a} }+{1 \over 2}c_{\mathrm {a} }^{2}\right)$
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$\displaystyle \qquad {dE_{\mathrm {sys} } \over dt}$系统随时间的变化量。
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$\displaystyle \qquad {\dot {Q_{\mathrm {i} }}}$通过系统边界的热量。
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$\displaystyle \qquad {\dot {W_{\mathrm {j} }}}$通过系统边界的功。
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$\displaystyle \qquad {\dot {m_{\mathrm {e} }}}$流入系统内部的质量流。
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$\displaystyle \qquad {\dot {m_{\mathrm {a} }}}$流到系统外部的质量流。
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$\displaystyle \qquad h$ 比焓。
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$\displaystyle \qquad g\cdot z$质量流所具有的势能。
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$\displaystyle \qquad {1 \over 2}c^{2}$质量流所具有的动能。
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<h3>特例以及简化形式：</h3>
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<a href="/doku.php?id=%E5%B0%81%E9%97%AD%E7%B3%BB%E7%BB%9F" class="wikilink1" title="封闭系统">封闭系统</a>： $\displaystyle \qquad \sum _{e}{\dot {m_{\mathrm {e} }}}\cdot \left(h_{\mathrm {e} }+g\cdot z_{\mathrm {e} }+{1 \over 2}c_{\mathrm {e} }^{2}\right)-\sum _{a}{\dot {m_{\mathrm {a} }}}\cdot \left(h_{\mathrm {a} }+g\cdot z_{\mathrm {a} }+{1 \over 2}c_{\mathrm {a} }^{2}\right)=0$
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稳定系统： $\displaystyle \qquad {dE_{\mathrm {sys} } \over dt}=0$
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绝热系统： $\displaystyle \qquad \sum _{i}{\dot {Q_{\mathrm {i} }}}=0$
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物理学基础 ISBN 7-111-15715-X/O·390（课）page470
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