准静态过程气体对外界所作的元功W′pSxpV外界活塞对气体做功
WW′pV当气体膨胀时V0外界对气体做功W0气体压缩时V0外界对气体做功W0
图213
如图213所示的AB是两个管状容器除了管较粗的部分高低不同之外其他一切全同将两容器抽成真空P再同时分别插入两个水银池中水银沿管上升大气压强皆AC为P进入管中水银体积皆为V所以大气对两池中水银所B做功相等但由于克服重力做功A小于B所以A管中水D银内能增加较多其温度应略高准静态过程可用pV图上一条曲线来表示功值W为VOpV图中过程曲线下的面积当气体被压缩时W0反之图214W0如图214所示的由A态到B态的三种过程气体都对外做功由过程曲线下的面积大小可知ACB过程对外功最大AB次之ADB的功最小由此可知在给定系统的初BA态和终态并不能确定功的数值功是一个过程量只有当系统的状态发生变化经历一个过程才可能有功经历不同的过程F功的数值一般而言是不同的3表面张力的功DC液面因存在表面张力而有收缩趋势要加大液面就得作功图215设想一沾有液膜的铁丝框ABCD图215长为2αl的力作用在BC边上要使BC移动距离△x则外力F作的功为WF△x2αl△xα△S式中α为表面张力系数α指表面上单位长度直线两侧液面的相互拉力△S指BC移动中液膜两个表面面积的总变化外力克服表面张力的功转变为液膜的表面能由此可见作功是系统与外界相互作用的一种方式也是两者的能量相互交换的一种方式这种能量交换的方式是通过宏观的有规则运动来完成的我们把机械功电磁功等统称为宏观功213热力学第一定律当系统与外界间的相互作用既有做功又有热传递两种方式时设系统在初态的内能
E1经历一过程变为末态的内能E2令EE2E1在这一过程中系统从外界吸收
的热量为Q外界对系统做功为W则△EWQ式中各量是代数量有正负之分系
f高中物理竞赛热学教程第二讲热力学第一定律
统吸热Q0系统放热Q0外界做功W0系统做功W0内能增加△E0内能减少△E0热力学第一定律是普遍的能量转化和守恒定律在热现象中的具体表现214热量当一个热力学系统与温度较高的外界热接触时热力学系统的温度会升高其内能增加状态发生了变化在这个状态变化的过程中是外界把一部分内能传递给了该系统我们就说系统从外界吸收了热量如果系统与外界没有通过功来交换能量系统从外界吸收了多少热量它的内能就增加多少热量是过程量做功和传递热量都可以使系统的内能发r