Первый закон термодинамики. Первый закон (первое начало) термодинамики является математическим выражением закона сохранения и превращения энергии в применении к термодинамическим

Первый закон (первое начало) термодинамики является математическим выражением закона сохранения и превращения энергии в применении к термодинамическим системам. Он был установлен в результате экспериментальных и теоретических исследований в области физики и химии, завершающим этапом которых явилось открытие эквивалентности теплоты и работы, то есть обнаружение того, что превращение теплоты в работу и работы в теплоту осуществляется всегда в одном и том же строго постоянном количественном соотношении.

В §24 было отмечено, что внутренняя энергия системы может быть изменена двумя путями: совершением работы и теплопередачей. Следовательно, можно записать:

, (26.1)

где DU₁₂ - изменение внутренней энергии системы при ее переходе из состояния 1 в состояние 2 в результате совершения над ней работы со стороны внешних тел и передачи ей извне некоторого количества теплоты .

Учтем, что работа , совершаемая самой системой над внешними телами, численно равна и противоположна по знаку работе внешних тел над системой, то есть

, (26.2)

поэтому выражение (26.1) можно переписать в виде

. (26.3)

Это уравнение представляет собой математическую запись первого закона термодинамики: количество теплоты, сообщенное системе, расходуется на изменение ее внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами.

При бесконечно малом изменении состояния системы уравнение (26.3) принимает вид

^, (26.4)

где - бесконечно малое изменение внутренней энергии системы при сообщении ей элементарного количества теплоты dQ и совершении системой элементарной работы dА над внешними телами.