Первое начало термодинамики

Джеймс Прескотт Джоуль был первым человеком, который путем экспериментов установил, что тепло и работа конвертируемы.

Первое явное изложение первого закона термодинамики было дано Рудольфом Клаузиусом в 1850 году: "Существует функция состояния E, называемая "энергией", дифференциал которой равен работе, которой обмениваются с окружающей средой во время адиабатического процесса".

Термодинамика и инженерное дело

В термодинамике и технике естественно думать о системе как о тепловом двигателе, который совершает работу над окружающей средой, и утверждать, что полная энергия, добавленная при нагревании, равна сумме увеличения внутренней энергии плюс работа, совершенная системой. Следовательно, δ W {\displaystyle \delta W} - это количество энергии, потерянное системой из-за работы, совершенной системой над окружающей средой. Во время той части термодинамическогоцикла, когда двигатель совершает работу, δ W {\displaystyle \delta W} положительна, но всегда будет часть цикла, где δ W {\displaystyle \delta W} отрицательна, например, когда рабочий газ сжимается. Когда δ W {\displaystyle \delta W} представляет собой работу, совершенную системой, первый закон имеет вид:

d U = δ Q - δ W {\displaystyle \mathrm {d} U=\delta Q-\delta W\,}

Люди расходятся во мнении, является ли энергия положительным или отрицательным числом. Таким образом, δ Q {\displaystyle \delta Q} - это поток тепла из системы, а δ W {\displaystyle \delta W} - это работа в системе:

d U = - δ Q + δ W {\displaystyle \mathrm {d} U=-\delta Q+\delta W\,}

Из-за этой двусмысленности очень важно в любом обсуждении первого закона четко определить используемое соглашение о знаках.

dU = изменение внутренней энергии

Q = тепло

W = работа

• Второй закон термодинамики