【摘要】：大量的实验表明，不论在什么样的热力学过程中，系统吸收的热量Q与系统内能的增量ΔU＝U2－U1及系统对外做的功A之间均有如下关系：这就是热力学第一定律的数学表达式。热力学第一定律表明，系统要对外输出功，必须要消耗内能或者从外部吸收热量。这种不消耗能量又对外输出功的机器称为第一类永动机，所以热力学第一定律还有一种说法就是：第一类永动机是不可能制造的。
大量的实验表明，不论在什么样的热力学过程中，系统吸收的热量Q与系统内能的增量ΔU＝U2－U1及系统对外做的功A之间均有如下关系：
这就是热力学第一定律的数学表达式。它说明，系统从外界吸收的热量，一部分用于增加内能，一部分用于对外做功。这是能量守恒定律在热力学中的表达。
热力学第一定律给出了内能、功和热量三者之间的定量关系，适用于系统的初态和终态是平衡态的任何过程。
如果系统经历一微小变化，即元过程，式（11－2－1）变为过程中的无限小量，与具体路径有关。
由于内能是状态函数，式中dU只与状态有关；热量和功是过程量，故dQ和dA是元
在准静态过程中，dA＝pdV，热力学第一定律可写为
热力学第一定律表明，系统要对外输出功，必须要消耗内能或者从外部吸收热量。历史上曾经有人试图制造一种对外输出功并且不消耗能量的机器，结果都以失败告终。这种不消耗能量又对外输出功的机器称为第一类永动机，所以热力学第一定律还有一种说法就是：第一类永动机是不可能制造的。
在应用式（11－2－1）、式（11－2－3）来处理问题时应该注意以下两点。第一，式中各量均为代数量，有正、有负。如果系统吸收热量，dQ（或Q）为正，放出热量为负；若系统内能增加，dU（或U2－U1）为正，内能减少则为负；若系统对外做功，dA（或A）为正，外界对系统做功则为负。第二，式中各量均应用同一单位。
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