Уравнение первого начала термодинамики выражает закон сохранения энергии для термодинамических процессов. Оно показывает, как изменяется внутренняя энергия системы в результате теплового и механического взаимодействий с окружающей средой. Давайте разберем это уравнение более подробно:

Уравнение первого начала термодинамики:

• Q = ΔU + A

Где:

• Q — количество теплоты, подведенное к системе. Если теплота подводится к системе, то Q положительно, если отводится — отрицательно.
• ΔU — изменение внутренней энергии системы. Это разница между конечной и начальной внутренней энергией системы.
• A — работа, совершенная системой. Если система совершает работу (например, расширяется против внешнего давления), то A положительно, если над системой совершается работа (например, сжимается), то A отрицательно.

Теперь давайте разберем, как использовать это уравнение на практике:

1. Определите, какое количество теплоты Q подводится или отводится от системы. Это может быть известно из условий задачи или измерено экспериментально.
2. Определите изменение внутренней энергии ΔU. Это может быть сделано с помощью таблиц термодинамических свойств, если известны начальные и конечные состояния системы, или вычислено, если известны другие параметры системы.
3. Определите работу A, совершенную системой. Это может быть сделано, например, через интегрирование давления по объему, если процесс является квазистатическим.
4. Подставьте все известные значения в уравнение Q = ΔU + A и решите его для неизвестной величины, если это необходимо.

Таким образом, уравнение первого начала термодинамики позволяет анализировать, как распределяется энергия в системе между теплотой, внутренней энергией и работой. Это ключевое уравнение для понимания процессов в термодинамических системах.