热力学第一定律的意思、热力学第一定律的详细解释
热力学第一定律的解释
热力学的基本定律之一。可以通过做功和热传递方式改变系统的内能。其定量关系为：外界传递给系统的热量等于系统内能的增量和系统对外所做的功的总和。
词语分解
- 热力的解释 产生于热能的作功的力详细解释.由热能产生的作功的力。 康有为 《大同书》乙部第四章：“盖地为日热质之分点，自离日而行，即有热力拒日，自为动转。” 杨沫 《青春之歌》第二部第二四章：“她还是热情，可是
- 定律的解释 客观规律的概括,它体现事物之间在一定环境中的必然的关系详细解释.制定法律。《后汉书·鲁恭传》：“ 孝章皇帝 深惟古人之道，助三正之微，定律著令，冀承天心，顺物性命，以致时雍。”《晋书·刑法志》：“
专业解析
热力学第一定律是物理学中能量守恒原理在热力学领域的具体表述，其核心可概括为：封闭系统中内能的变化等于系统吸收的热量与外界对系统所做功的代数和。该定律揭示了能量转化与传递的基本规律，是工程热力学、化学工程等学科的理论基础。
从汉语词典角度解析，该术语包含三个关键要素：
- 能量守恒：系统总能量不会凭空产生或消失，仅在不同形式间转换（如热能转化为机械能）
- 量值关系：用数学公式表述为
$$
ΔU = Q - W
$$
其中ΔU为内能变化，Q为系统吸收的热量，W为对外做功
- 方向判定：热量输入(Q>0)或输出(Q<0)，功的正负号根据系统对外界(W>0)或外界对系统(W<0)做功而定
该定律的应用涵盖蒸汽机效率计算、制冷循环分析等领域。其历史可追溯至19世纪迈尔、焦耳等科学家的实验验证，后由亥姆霍兹完成数学表述。现代汉语词典普遍采用"内能增量等于吸热减做功"的简明定义，符合汉语表达习惯。
参考文献：
- 《现代汉语科学技术词典》能量守恒条目
- 中国科学院力学研究所《基础热力学讲义》
- 《中国大百科全书》热力学卷
- 高等教育出版社《工程热力学》（第七版）
网络扩展解释
热力学第一定律是热力学的基本定律之一，其核心是能量守恒原理在热力学系统中的具体表达。以下是详细解释：
1. 定义与核心思想
热力学第一定律指出：封闭系统的内能变化等于系统吸收的热量与外界对系统做功的差值。其数学表达式为：
$$
Delta U = Q - W
$$
- ΔU：系统内能的变化（状态函数，与路径无关）；
- Q：系统从外界吸收的热量（过程量，与路径有关）；
- W：系统对外界所做的功（过程量，与路径有关）。
关键点：能量既不会凭空产生，也不会消失，只能从一种形式转化为另一种形式（如热能、机械能、化学能等）。
2. 公式符号的说明
- 符号惯例：不同教材可能对功（W）的符号定义不同。例如，若外界对系统做功，则公式可能写为 $Delta U = Q + W$。需根据具体情境判断。
- 内能（U）：反映系统内部分子动能、势能等微观能量的总和。
- 热量（Q）：通过温度差传递的能量，如加热或冷却。
- 功（W）：通过宏观位移传递的能量，如气体膨胀压缩。
3. 应用实例
- 热机工作：燃料燃烧释放热量（Q），部分转化为机械功（W），剩余以废热散失（ΔU减少）。
- 生物代谢：生物体摄入食物（化学能），通过代谢转化为热量和生物功（如肌肉收缩）。
- 制冷循环：外界对制冷剂做功（W），使其从低温环境吸热（Q），实现制冷。
4. 历史背景
该定律的建立基于19世纪科学家（如迈尔、焦耳、亥姆霍兹）的实验与理论工作，否定了“永动机”的可能性（能量需输入，无法无中生有）。
5. 与其他定律的关系
- 与热力学第二定律：第一定律强调能量守恒，第二定律强调能量转化方向（如热量不能自发从低温传到高温）。
- 与能量守恒定律：热力学第一定律是能量守恒在热现象中的具体表现。
通过以上分析可见，热力学第一定律是理解能量转换、工程热机效率、化学反应能量变化等问题的基石。
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