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{{NoteTA
|G1=Physics
}}
{{没有来源|time=2013-10-3}}
{{熱力學}}
'''熱力學第一定律'''（{{lang-en|First Law of Thermodynamics}}）是[[熱力學]]的四條基本[[熱力學#熱力學定律|定律]]之一，[[能量守恒定律]]對非[[孤立系統]]的擴展。此時能量可以以[[功]]'''W'''或[[熱量]]'''Q'''的形式傳入或傳出系統。即：

:<math>\qquad \mathrm \Delta E_{\rm int}= Q - W </math>

式中<math>\Delta E_{\rm int}</math>为系统[[内能]]的变化量，若系統对外界做正功，则<math>W</math>为正，反之則為負。

写成微分形式为：
:<math>\qquad \mathrm dE_{\rm int} = \delta Q - \delta W </math>

== 阐述方式 ==
# 系統[[內能]]的變化等於其吸收的[[熱量]]減去系統對外界所作的[[功]]<ref>{{Cite book|title=普通物理学 上册|last=程|first=守洙|publisher=高等教育出版社|year=2016|isbn=978-7-04-042919-0|location=北京|pages=211|last2=江|first2=之永|edition=7版}}</ref>。
# 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。

=== 热力学第一定律功率平衡方程 ===
:<math>\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)</math>

这里：
* <math>\qquad {dE_\mathrm{sys}\over dt}</math>系统随时间的变化量。
* <math>\qquad \dot{Q_\mathrm{i}}</math>通过系统边界的热量。
* <math>\qquad \dot{W_\mathrm{j}}</math>通过系统边界的功。
* <math>\qquad \dot{m_\mathrm{e}}</math>流入系统内部的质量流。
* <math>\qquad \dot{m_\mathrm{a}}</math>流到系统外部的质量流。
* <math>\qquad h</math> [[焓|比焓]]。
* <math>\qquad g\cdot z</math>质量流所具有的[[势能]]。
* <math>\qquad {1\over 2}c^2</math>质量流所具有的[[动能]]。

'''特例以及简化形式：'''
* [[封闭系统]]：<math>\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</math>
* [[稳定系统]]：<math>\qquad {dE_\mathrm{sys}\over dt}=0</math>
* [[绝热系统]]：<math>\qquad \sum_{i} \dot{Q_\mathrm{i}}=0</math>

== 參閱 ==
{{colbegin}}
* [[熱力學]]
* [[熱力學第零定律]]
* [[熱力學第二定律]]
* [[熱力學第三定律]]
* [[不可逆性]]
* [[卡諾定理 (熱力學)|卡諾定理]]
* [[熵 (熱力學)|熵]]
* [[餘熵]]
* [[基態]]
* [[熱寂]]
* [[絕熱過程]]
{{colend}}

[[Category:熱力學定律]]

==参考资料==
* 物理学基础 ISBN 7-111-15715-X（课）page470

[[Category:基本物理概念]]
[[Category:热力学定律]]

[[de:Thermodynamik#Erster Hauptsatz]]