Перший закон термодинаміки.

Змінити стан системи, тобто її параметри і, отже, внутрішню енергію можна двома способами: виконанням системою роботи проти зовнішніх сил (або виконанням роботи зовнішніми силами над системою) і наданням системі (або її відведенням) певної кількості теплоти. У загальному випадку перехід системи з одного стану в інший пов'язаний як з виконанням роботи (макроскопічний процес), так і з передачею певної кількості теплоти (мікроскопічний процес).

Закон збереження енергії, сформульований з урахуванням особливої форми передачі енергії у вигляді теплообміну, є фундаментальним законом фізики і називається першим законом термодинаміки. Цей закон встановлений у результаті широких експериментальних і теоретичних досліджень у галузі фізики, хімії, а також на основі досліджень факту еквівалентності теплоти і роботи. Він формулюється так: у теплових процесах зміна внутрішньої енергії відбувається за рахунок приросту кількості теплоти і виконаної роботи. Для нескінченно малих змін перший закон термодинаміки записують у такому вигляді:

dU=d’Q-d’A (16.10)

де dU — зміна внутрішньої енергії; <!'{) — кількість теплоти переданої системі; а\А — робота, виконана над системою. Рівняння (16.10) — найбільш раціональна форма запису першого закону термодинаміки в диференціальній формі. Вона вказує на два можливих способи зміни внутрішньої енергії в теплових процесах.

Якщо процес відбувається без зміни кількості теплоти </'£), то він називається адіабатним. Такі процеси завжди супроводжуються

зміною температури системи. Наприклад, у разі адіабатного розширення система виконує роботу за рахунок внутрішньої енергії, що супроводжується зменшенням швидкості теплового руху молекул і зниженням температури.

Оскільки у термодинаміці теплота відіїрає особливу роль, то закон (16.10) доцільно переписати у вигляді

d’Q=dU+d’A (16.11)

Форма запису закону у вигляді (16.11) зручна, наприклад, для аналізу задач теплотехніки.