Первое начало термодинамики

Изменить внутреннюю энергию термодинамической системы можно двумя способами: путем совершения работы и путем теплообмена.

В любом случае: ∆ U=U₂ – U₁ ∆ U=Q₂ – Q₁

Работа считается положительной, если она совершается против внешних сил

Q = ∆ U + A – первое начало термодинамики – теплота, сообщаемая системе, расходуется на изменение ее внутренней энергии и совершение работы против внешних сил – есть закон сохранения энергии.

Дифференциальная форма этого закона:

где δ Q – бесконечно малое количество теплоты; d U – бесконечно малое изменение энергии; δ А – элементарная работа.

Найдем работу, совершаемую газом при расширении. Рассмотрим газ, находящийся под площадью S в цилиндрическом сосуде. Газ, расширяясь совершает работу δ А=Fdl=pSdl=pdV, где F – сила, с которой газ действует на поршень, dl –перемещение поршня. Произведенную работу можно изобразить графически с помощью кривой в координатах и V.

Рис.23 Рис.24

Элементарная работа равна pdV. Полная работа равна площади фигуры, ограниченной осью абсцисс, кривой p (V) и прямыми V ₁ и V ₂ или .