2. 热力学第一定律

概念解释:
热力学第一定律，也称为能量守恒定律，指出孤立系统的总能量保持不变。能量可以以功或热量的形式在系统与其环境之间传递，但不能被创造或销毁。数学上，热力学第一定律表达为：
ΔU = Q + W
其中：
• ΔU 是内能的变化，
• Q 是加入系统的热量（热量加入系统时为正值，失去热量时为负值），
• W 是对系统所做的功（对系统做功时为正值，系统对外界做功时为负值）。

这一定律强调了所有热力学过程中的能量守恒。

示例问题:

问题: 一个系统吸收了500 J的热量，并对其环境做了200 J的功。系统的内能变化是多少？

解决方案:
根据热力学第一定律：
ΔU = Q + W
已知：
• Q = 500 J（系统吸收的热量），
• W = -200 J（系统对外界做功），
ΔU = 500 J - 200 J = 300 J
因此，系统的内能增加了300 J。