Principiul întâi al termodinamicii
Prima lege a termodinamicii spune că energia nu poate fi creată sau distrusă, dar poate fi modificată. Această lege stă la baza principiului conservării energiei. Aceasta înseamnă că orice lucru care utilizează energie schimbă energia dintr-un tip de energie în altul. De exemplu, exercițiile fizice schimbă energia din alimente în energie cinetică (mișcare). Energia nu poate fi creată și nu dispare niciodată. Cu excepția mișcării perpetue, care rămâne un mister. Energia își schimbă doar forma. Oamenii pot folosi aceste schimbări pentru a face o muncă utilă. Exemple de forme de energie în mecanica clasică includ căldura, lumina, energia cinetică (de mișcare) sau potențială. Cu toate acestea, în fizica modernă se consideră că există doar două tipuri de energie - energia de masă și energia cinetică, deși acest lucru poate să nu fie de ajutor pentru cei care nu sunt familiarizați cu fizica mai complexă.
Această lege înseamnă că energia totală a universului este o constantă. Cu toate acestea, energia poate fi transferată dintr-o parte a universului în alta.
Cea mai frecventă formulare a primei legi a termodinamicii folosită de oamenii de știință este:
Istoric
James Prescott Joule a fost prima persoană care a descoperit prin experimente că căldura și munca sunt convertibile.
Prima declarație explicită a primei legi a termodinamicii a fost făcută de Rudolf Clausius în 1850: "Există o funcție de stare E, numită "energie", a cărei diferență este egală cu lucrul schimbat cu mediul înconjurător în timpul unui proces adiabatic."
Termodinamică și inginerie
În termodinamică și inginerie, este normal să ne gândim la sistem ca la un motor termic care lucrează asupra mediului înconjurător și să afirmăm că energia totală adăugată prin încălzire este egală cu suma creșterii energiei interne plus munca depusă de sistem. Prin urmare, δ W {\displaystyle \delta W} 
reprezintă cantitatea de energie pierdută de sistem din cauza lucrului efectuat de sistem asupra mediului înconjurător. În timpul porțiunii din ciclul termodinamic în care motorul lucrează, δ W {\displaystyle \delta W} este pozitivă, dar va exista întotdeauna o porțiune a ciclului în care δ W {\displaystyle \delta W} este negativă, de exemplu, atunci când gazul de lucru este comprimat. Atunci când δ W {\displaystyle \delta W} reprezintă lucrul efectuat de sistem, se scrie prima lege:
d U = δ Q - δ W {\displaystyle \mathrm {d} U=\delta Q-\delta W\,} 
Oamenii nu sunt de acord dacă energia este un număr pozitiv sau negativ. Astfel, δ Q {\displaystyle \delta Q} 
este fluxul de căldură din sistem, iar δ W {\displaystyle \delta W} este lucrul în sistem:
d U = - δ Q + δ W {\displaystyle \mathrm {d} U=-\delta Q+\delta W\,} 
Din cauza acestei ambiguități, este foarte important ca în orice discuție care implică prima lege să se stabilească în mod explicit convenția de semne utilizată.
dU = modificarea energiei interne
Q = căldură
W = muncă
Pagini conexe
Întrebări și răspunsuri
Î: Care este prima lege a termodinamicii?
R: Prima lege a termodinamicii este aceea că energia nu poate fi nici creată, nici distrusă; ea se poate schimba doar dintr-o formă în alta.
Î: Ce este principiul conservării energiei?
R: Principiul conservării energiei înseamnă că orice lucru care utilizează energie schimbă energia dintr-un tip de energie în altul.
Î: Pot exista vreodată mașini cu mișcare perpetuă?
R: Nu, mașinile cu mișcare perpetuă nu ar putea exista niciodată, deoarece ar încălca o lege fundamentală a fizicii, care afirmă că energia nu poate fi nici creată, nici distrusă.
Î: Care sunt exemple de forme de energie în mecanica clasică?
R: Printre exemplele de forme de energie în mecanica clasică se numără căldura, lumina, energia cinetică (de mișcare) sau potențială.
Î: Câte tipuri de energie există în fizica modernă?
R: În fizica modernă, se consideră că există doar două tipuri de energie - masa și energia cinetică, deși acest lucru poate să nu fie de ajutor pentru cei care nu sunt familiarizați cu fizica mai complexă.
Î: Este energia totală a universului constantă?
R: Da, energia totală a universului (sau a oricărui sistem închis) este o constantă. Cu toate acestea, energia poate fi transferată dintr-o parte a universului în alta.
Î: Care este cea mai frecventă formulare a primei legi a termodinamicii folosită de oamenii de știință?
R: Cea mai frecventă formulare a primei legi a termodinamicii folosită de oamenii de știință este că energia nu poate fi creată sau distrusă; ea poate fi doar transferată sau convertită dintr-o formă în alta.
