《材料热力学与动力学》读书报告 热力学第一定律:自然界一切物体都具有能量，能量有各种不同形式，它能从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，在转化和传递过程中能量的总和不变。 热力学第一定律就是能量守恒定律。或者说是热力学范畴内的能量守恒定律。所谓能量守恒与转化定律即“自然界的一切物质都具有能量，能量有各种不同形式，能够从一种形式转化为另一种形式，在转化中，能量的总量不变。”首先考虑在绝热过程中能量的传递和转化。从逻辑上说，在绝热过程的定义中可以不涉及热的概念：一个过程，其中物体状态的变化完全是由于机械的或电的直接作用的结果，而没有受到其他影响，称为绝热过程。绝热过程中，体系状态的变化完全是由于体系对环境作功，或者是环境对体系作功所引起。 从 1840 年开始，在长达二十多年的期间内，焦耳作了一系列的实验，水盛在由绝热壁构成的容器内，重物下降带动叶片在水中搅动，水温受叶片搅动而升高。 如果把水和叶片看作体系，其温度的升高(状态的改变)完全是重物下降作功的结果。水和电阻器放在由绝热壁构成的容器内，接上电源，让稳定电流通过电阻器而使水温升高。如果把水和电阻器看作体系，其温度的升高完全是电源作功的结果。这两个绝热过程的实验结果表明，使同量之水升高一定的温度，所需的功在实验误差范围内是相等的。焦耳反覆进行的大量实验都说明：无论以何种方式使一个绝热体系自一定的始态变到一定的终态，所需之功都是相等的。换言之，“绝热功之多少只为体系始终态所决定，而与途径（作功方式）无关。”这说法可算是第一定律的一种特殊形式。 状态函数的改变量只为体系的始终态所决定，而与变化途径无关。绝热功与“状态函数的改变量”性质相同，因此可以用绝热过程中外界对体系所作的功 WS 定义一个状态函数U。在终态 B 与始态 A 之差 UB－UA＝DU＝WS （1-13） 称状态函数U 为内能。 外界对体系作功，Ws 为正，体系内能增加；体系对环境作功，WS 为负，体系内能减小。不作功的绝热体系为孤立体系，由式(1-13)得孤立体系中所进行的任何过程，DU＝0，即“孤立体系内能不变”，这也是第一定律的一种表述，孤立体系中内能是守恒的。 经验表明，在不作功的情况下，当体系与温度不同的另一物体相接触时(无绝热壁相隔)，体系的状态亦会发生变化，其内能自然也会变化。“在不作功的情况下，封闭体系内能的改变称之为热”，这可作为热的定义。 W＝0， Q＝DU...
