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5.3 热力学基本公式
5.3.1 热力学第一定律
热力学第一定律是能量转换与守恒定律在热力学上的应用和描述。它确立了热能与其他能量形式（如各种机械能、电能、化学能等）在相互转换和传递时能量的总量始终保持守恒的数量关系。热力学第一定律的一般表达式为
∑Ei-∑ΔEout=ΔE
式中 ∑Ei——输入系统的各种能量的总和；
∑ΔEout——输出系统的各种能量的总和；
ΔE——系统存储总能量的增加，增加项ΔE包括内能U，系统宏观动能
和宏观位能（mgz）各项增量的总和，即
上式各项能量均为绝对值，并规定，系统对外界做功和外界对系统加热均定为正号。
表1-5-38 功和热、内能和焓的基本公式
表1-5-39 热力学第一定律能量方程
5.3.2 热力学第二定律
（1）热力学第二定律的表述（表1-5-40）
表1-5-40 热力学第二定律的表述
（2）卡诺循环
由两个可逆等温过程和两个可逆绝热过程组成的循环称为卡诺（Carnot）循环（见图1-5-1）。
卡诺循环的热效率（又称为卡诺因子）为
ηc=1-T2/T1
逆卡诺循环的制冷系数为
εc=T2/（T1-T2）
逆卡诺循环的供热系数为
ε'c=T1/（T1-T2）
图1-5-1 卡诺循环
5.3.3 状态方程
表1-5-41 状态方程
5.3.4 热力学基本方程和麦克斯韦（Maxwell）关系式
对于简单的可压缩均匀气体系统，在经历可逆过程时，其热力参数间的关系，可由热力学第一定律和第二定律推导得出
du=Tds-pdv
dh=Tds+vdp
da=-sdT-pdv
dg=-sdT+vdp
麦克斯韦关系式为
利用这些关系式可以导出用可测参数表示的h、s和u的热力学微分方程，见表1-5-42。
表1-5-42 内能、焓、熵和常用物性系数的一般表达式
5.3.5 比热容
表1-5-43 比热容的基本公式
表1-5-44 气体的平均等压比热容 kJ/（kg·K）
表1-5-45 气体的平均等容比热容 kJ/（kg·K）
5.3.6 热力过程基本方程
表1-5-46 热力过程的基本方程
