Термодинамиканың бірінші заңы

Ішкі энергия

Заттарды құрайтын бөлшектердің қозғалысының орташа кинетикалық энергиясының осы бөлшектердің өзара әсерлесу орташа потенциалдық энергиясына қосындысын ішкі энергия деп атайды. Өлшем бірлігі .

Идеал газдың ішкі энергиясы абсолют температураға тура пропорционал болады:

Идеал газдың ішкі энергиясының өзгерісі

Кез-келген газдардың ішкі энергиясы

мұндағы: – газ молекуласының еркіндік дәрежесі.

Термодинамикалық жұмыс

Цилиндр ыдыс ішіндегі идеал газды қарастырайық. Газ жылжымалы поршень астында орналасқан. Газ ұлғая отырып көлемін V₁-ден V₂-ге өзгертсін. Бұл жағдайдағы газдың атқаратын жұмысын анықтайық.

мұндағы: газ көлемінің

Поршеньді қашықтыққа орын ауыстырғанда газдың атқаратын элементар жұмысы . Газдың поршеньге түсіретін қысым күші екенін ескере отырып, алатынымыз:   , өзгерісін береді.

Сол себепті газдың атқаратын элементар жұмысын келесі өрнекпен көрсетуге болады:

.

Газ тек көлемі өзгергенде жұмыс атқарады. Егер газдың көлемі ұлғайса, газ оң жұмыс атқарады, ал газ сығылса (көлемі азайса) теріс жұмыс атқарады. Егер газдың қысымы тұрақты болса, онда газдың көлемі -ден -ге өзгергенде атқарылатын жұмыс өрнегімен анықталады.

Газдың көлемі өзгергенде қысымы да өзгеретін болса, онда жоғарыдағы формула тек көлемнің аз өзгерістері үшін дұрыс орындалады. Сондықтан газдың көлемі мен қысымы өзгерген жағдайда, газ жұмысы элементар жұмыстардың қосындысы, яғни интегралдау жолымен табылады:

.

Темодинамикалық жұмыс p-V диаграммасында график қисығымен шектелген ауданға тең болады.

Изохоралық процесс кезінде газ жұмыс атқармайды: А=0.