Первое начало (первый закон) термодинамики

Первое начало термодинамики это закон сохранения полной энергии, для термодинамической системы.

Если система как целое остается неподвижной при взаимодействии с окружающей средой, то изменяется ее внутренняя энергия. Обычно I начало термодинамики записывают для неподвижных систем и формулируют следующим образом: теплота, подведенная к системе, затрачивается на изменение ее внутренней энергии и на совершение ею работы:

.

Знаки перед L и Q выбраны в соответствии с принятым в технической термодинамике условием, что положительными считаются работа, совершаемая системой над внешними телами, и теплота, подводимая к системе.

Для бесконечно малого изменения параметров системы

.

где – бесконечно малые количества теплоты и работы в процессе, а – дифференциально малое изменение внутренней энергии.

Закон сохранения энергии может быть также сформулирован в виде утверждения о невозможности построения так называемого вечного двигателя (perpetuum mobile) I рода, т.е. такого искусственно созданного устройства, которое позволяло бы получать полезную работу без затраты энергии извне. Несмотря на то, что закон сохранения энергии еще не был сформулирован, французская академия наук в 1775 году приняла решение о прекращении рассмотрения проектов вечного двигателя любой конструкции.

Первый закон термодинамики может быть записан для удельных величин:

.

В случае простых систем, для которых ,

Если в качестве независимых параметров системы выбрать температуру T и удельный объем v, то полный дифференциал внутренней энергии будет записываться в виде

.