熱力學第一定律

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

Q=A·L

式中:L—機械功(N·m)

Q—由機械功轉換成的熱量(kJ)

A—比例系數，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)

在實際的工質狀態變化過程中，熱力學第一定律的表達式為:

Q=△u十AL

式中:Q—加給千克工質的熱量(kJ/kg)

△u—1千克工質內能的變化量(kJ/kg)

L—千克工質膨脹時，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。

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

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