Первый закон термодинамики является основой термодинамической теории и имеет огромное прикладное значение при исследовании термодинамических процессов.
Этот закон является законом сохранения и превращения энергии:
\»Энергия не исчезает и не возникает вновь, она лишь переходит
из одного вида в другой в различных физических процессах\».
Для термодинамических процессов закон устанавливает взаимосвязь между теплотой, работой и изменением внутренней энергии ТД системы:
\»Теплота, подведенная к системе, расходуется на изменение внутренней энергии системы и совершение работы\».
Уравнение первого закона термодинамики имеет следующий вид:
Q = (U2 – U1) + L , (2.1)
где Q — количества теплоты подведенная (отведенная) к системе;
L — работа, совершенная системой (над системой);
(U2 – U1) — изменение внутренней энергии в данном процессе.
Если:
Q > 0 – теплота подводится к системе;
Q < 0 – теплота отводится от системы;
L > 0 –работа совершается системой;
L < 0 – работа совершается над системой.
Для единицы массы вещества уравнение первого закона термодинамики имеет вид:
q = Q /m = (u2 – u1) + l . (2.2)
В дальнейшем все формулы и уравнения будут даны в основном для единицы массы вещества.
1-й закон ТД указывает, что для получения полезной работы (L) в непрерывно действующем тепловом двигателе надо подводить (затрачивать) теплоту (Q).
\»Двигатель, постоянно производящий работу и не потребляющий никакой энергии называется вечным двигателем I рода\».
Из этого можно высказать следующее определение 1-го закона термодинамики:
\»Вечный двигатель первого рода невозможен\».