Первое начало термодинамики. Рассмотрим термодинамическую систему, которая переходит из состояния 1 в состояние 2

Рассмотрим термодинамическую систему, которая переходит из состояния 1 в состояние 2. Внутренняя энергия получает при этом приращение . По закону сохранения энергии

,

где Q₁₂ - количество теплоты, полученное системой, А'₁₂ - работа, совершенная внешними силами над системой.

Поскольку работа самой системы А₁₂ = -А'₁₂, то получаем так называемое первое начало термодинамики

,

т.е. теплота, сообщенная системе, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение системой работы против внешних сил.

Для малого изменения состояния системы I начало принимает вид

.

Различие в форме записи элементарных величин, входящих в, объясняется тем, что приращение внутренней энергии является полным дифференциалом, а элементарное количество теплоты и элементарная работа - не являются, т. к. Q и А не являются функциями состояния системы.

В случае кругового процесса, когда система возвращается в исходное состояние, . Тогда I начало термодинамики принимает вид

,

т. е. в круговом процессе все тепло, полученное системой, идет на совершение работы против внешних сил. Это означает, что невозможен круговой процесс, единственным результатом которого является совершение работы без каких-либо изменений в других телах, т. е. невозможен вечный двигатель I рода.