熱力學第一定律

　　熱力學的基本定律之一，是能量守恆和轉換定律的一種表述方式。熱力學第一定律指出，熱能可以從一個物體傳遞給另一個物體，也可以與機械能或其他能量相互轉換，在傳遞和轉換過程中，能量的總值不變。它的另一種表述方式為：不消耗能量就可以作功的“第一類永動機”是不可能實現的。

　　18世紀以來，流行一時的“熱質說”相繼為 Count von朗福德、J.R.von邁爾、J.P.焦耳等人所推翻。他們證明熱是物質運動的一種表現，並逐步歸納成第一定定律的表述方式。其中焦耳於1840～1850年進行的熱功當量實驗為這一定律的科學表述奠定瞭基礎。焦耳的實驗表明，機械能所作的功W與其轉換得到的熱量Q之間存在著嚴格的數量關系，不管轉換的過程如何，一個單位的熱量永遠相當於E個單位的功，即W=EQ，式中E稱為熱功當量。在國際單位制(SI)中，熱量和功的單位都是焦耳(J)，所以E=1。

　　對於封閉系統（見熱力系統），熱力學第一定律可表達為

　　　　　　　Q＝ΔU+W

或　　　　　　　δQ＝dU+δW

它表明向系統輸入的熱量Q，等於系統內能的增量ΔU和系統對外界作功W之和。

　　在熱工設備中經常遇到工質穩定地流入和流出設備的開口系統（見圖）的情形。這時，熱力學第一定律可表達為

它表明向系統輸入的熱量 Q，等於質量為 m的流體流經系統前後 焓 H的增量、動能 的增量以及系統向外界輸出的機械功 W之和。