熱力學第一定律

能量守恒和轉(zhuǎn)換定律稱為熱力學第一定律。它被應(yīng)用于熱能和機械功之間的轉(zhuǎn)換。它可表述為“不論在任何場合下，如將一定量的熱能轉(zhuǎn)換成機械功時必產(chǎn)生數(shù)量一定的機械功，反之如將一定里的機械功轉(zhuǎn)換成熱能時將產(chǎn)生數(shù)量完全一定的熱能”。它表明，熱和功之間存在著一定的數(shù)量關(guān)系，用數(shù)學公式可表達為:

Q=A·L

式中:L—機械功(N·m)

Q—由機械功轉(zhuǎn)換成的熱量(kJ)

A—比例系數(shù)，熱功當量(kJ/N " m)

熱功當量A表示1牛頓米的功相當于多少千焦的熱量。通過實驗測定為

知道了功與熱的當璧關(guān)系后，就可以把功的大小換算成熱童的多少，也可以把熱量的多少換算為功的大小。

在工程上，通常用“馬力”和“千瓦”作為功率的單位。

由于 1馬力(Hp) = 75千克力米/秒((kgf·m/s)

1千瓦(kW·h)=102千克力米/秒(kgf·m/s)

所以          1馬力小時(Hph) =2648千焦(kJ)

1千瓦小時(kWh) = 3600千焦(kJ)

在實際的工質(zhì)狀態(tài)變化過程中，熱力學第一定律的表達式為:

Q=△u十AL

式中:Q—加給千克工質(zhì)的熱量(kJ/kg)

△u—1千克工質(zhì)內(nèi)能的變化量(kJ/kg)

L—千克工質(zhì)膨脹時，對外界所作的功稱為膨脹功(N·m/kg)

這就是不流動氣體(密閉容器)的熱力學第一定律表達式。

氣體的內(nèi)能包括大量分子的內(nèi)動能和內(nèi)位能。1千克氣體的內(nèi)能用符號u表示，單位是千焦/千克(kJ/kg) 。

上邊式子不僅適用于工質(zhì)的吸熱過程和工質(zhì)的放熱過程，而且適用于工質(zhì)的膨脹過程及工質(zhì)的壓縮過程。式中各項既可以是正值，也可以是負值。一般規(guī)定:工質(zhì)吸收熱量為正，放出熱量為負;內(nèi)能增加時為正，內(nèi)能減小時為負;膨脹功為正，壓縮功為負。