Первый закон термодинамики

Закон сохранения и превращения энергии носит название первого закона термодинамики или первого начала термодинамики.

Существует несколько формулировок первого закона термодинамики:

• 1. Все виды энергии могут взаимно превращаться в строго равных друг другу количествах, т. е. энергия не возникает из ничего и не исчезает, а переходит из одного вида в другой.
• 2. Невозможно построить такую периодически действующую машину, с помощью которой можно было бы получить полезную работу без затраты энергии извне, т. е. черпая энергию из ничего. Подобное устройство называется вечным двигателем первого рода, построение и работа которого в соответствии с законом сохранения энергии невозможно.
• 3. Внутренняя энергия полностью изолированной системы есть величина постоянная.

Как показывает опыт, различные тела, взаимодействуя между собой, передают друг другу некоторое количество энергии. Передача энергии может происходить разными способами. Для технической термодинамики важны два из этих способов: передача энергии в виде работы и теплоты. Допустим, что к телу подведено некоторое количество теплоты Q. Эта теплота будет затрачена на изменение внутренней энергии ДU и на совершение работы L.

Q = ДU + L

Для одного кг массы:

q = Дu + l

Для бесконечно малого процесса:

?q = du + ?l

Это математическая запись уравнения первого закона термодинамики. Из этого уравнения следует, что теплота, подведенная к рабочему телу, затрачивается на изменение внутренней энергии и на совершение работы.