热力学第一定律

本课研究 热力学第一定律，目标是从可测量量出发建立方程，再用算例和边界检查模型。

定律与变量

采用化学符号约定 ΔU=q+w，w为外界对系统做功；状态函数只看始末态。

列式前逐一写出变量、单位、正方向和适用条件。量纲不一致的式子一定错误；量纲一致只是必要条件，仍不能替代物理或化学推导。

算例

系统吸热100J、对外做功30J，即w=-30J，ΔU=70J。

算例必须保留代入步骤和单位。得到数值后做数量级检查：符号是否符合能量流向或几何方向，概率是否在0到1之间，极限情况下是否退化为熟悉结论。

推导与证据

定律不是口号。应能说明它来自守恒律、对称性、实验关系或近似模型中的哪一项；若需要微分方程，还要同时给初值或边界条件。实验上要区分直接测量量与由模型反演出的量，并报告主要不确定度来源。

适用边界

必须先声明功的符号约定。

改变这个条件后，先判断原方程哪一步失效，再选择更完整模型。不要看到相同关键词就机械套公式。

本课练习

完成数值或条件题，写出公式、代入、单位和边界判断；随后解释两个错误选项具体违反了哪条前提。只有计算和解释都成立，才算掌握。