Первый закон термодинамики является основополагающим законом в физике, который описывает связь между теплотой, работой и внутренней энергией системы. Он формулируется следующим образом:

Изменение внутренней энергии системы равно количеству теплоты, полученному системой, минус работа, совершенная системой.

Это можно записать в виде уравнения:

ΔU = Q - A

Где:

• ΔU - это изменение внутренней энергии системы. Внутренняя энергия - это энергия, связанная с движением и взаимодействием частиц внутри системы.
• Q - это количество теплоты, переданного системе. Если система получает тепло, Q будет положительным, если отдает - отрицательным.
• A - это работа, совершенная системой. Если система выполняет работу над окружающей средой, A будет положительным, если работа совершается над системой, A будет отрицательным.

Теперь давайте подробнее разберем, что это значит:

1. Когда система получает тепло (например, из внешнего источника),это увеличивает ее внутреннюю энергию. Таким образом, Q будет положительным.
2. Если система совершает работу (например, выталкивает поршень),то часть энергии, которая могла бы увеличивать внутреннюю энергию, используется для совершения этой работы. В этом случае работа A будет положительной.
3. Если система сама получает работу (например, на нее воздействуют внешние силы),то работа A будет отрицательной, и это может привести к увеличению внутренней энергии.

Таким образом, первый закон термодинамики показывает, что энергия в замкнутой системе сохраняется, и она может переходить из одной формы в другую, но не может быть создана или уничтожена. Это основополагающий принцип, который лежит в основе изучения термодинамики и многих других областей физики.