Pierwsza zasada termodynamiki
Pierwsze prawo termodynamiki mówi, że energii nie można stworzyć ani zniszczyć, ale można ją zmienić. Prawo to stanowi podstawę zasady zachowania energii. Oznacza to, że wszystko, co wykorzystuje energię, zmienia ją z jednego rodzaju na inny. Na przykład, ćwiczenie zmienia energię z pożywienia w energię kinetyczną (ruch). Energia nie może być stworzona i nigdy nie znika. Z wyjątkiem perpetuum mobile, które pozostaje tajemnicą. Energia po prostu zmienia swoją formę. Ludzie mogą wykorzystać te zmiany do wykonania pracy, która jest użyteczna. Przykłady form energii w mechanice klasycznej to ciepło, światło, energia kinetyczna (ruchu) lub potencjalna. Jednak we współczesnej fizyce uważa się, że istnieją tylko dwa rodzaje energii - masa i energia kinetyczna, choć może to nie być pomocne dla osób niezaznajomionych z bardziej złożoną fizyką.
Prawo to oznacza, że całkowita energia wszechświata jest stała. Jednakże energia może być przenoszona z jednej części wszechświata do drugiej.
Najczęstszym sformułowaniem pierwszego prawa termodynamiki używanym przez naukowców jest:
Historia
James Prescott Joule był pierwszą osobą, która eksperymentalnie odkryła, że ciepło i praca są zamienne.
Pierwsze wyraźne stwierdzenie pierwszego prawa termodynamiki zostało podane przez Rudolfa Clausiusa w 1850 roku: "Istnieje funkcja stanu E, zwana 'energią', której różniczka jest równa pracy wymienionej z otoczeniem podczas procesu adiabatycznego".
Termodynamika i inżynieria
W termodynamice i inżynierii naturalne jest myślenie o systemie jako o silniku cieplnym, który wykonuje pracę nad otoczeniem, i stwierdzenie, że całkowita energia dodana przez ogrzewanie jest równa sumie wzrostu energii wewnętrznej plus pracy wykonanej przez system. Stąd δ W {delta W} 
jest ilością energii traconej przez system z powodu pracy wykonanej przez system na jego otoczeniu. W tej części cyklutermodynamicznego, w której silnik wykonuje pracę, δ W {displaystyle \delta W} jest dodatnia, ale zawsze będzie część cyklu, w której δ W {displaystyle \delta W} jest ujemna, np. gdy gaz roboczy jest sprężany. Kiedy δ W {displaystyle \delta W} reprezentuje pracę wykonaną przez system, pierwsze prawo jest zapisane:
d U = δ Q - δ W {{displaystyle {d} U=delta Q - δ W {d} 
Ludzie nie zgadzają się co do tego, czy energia jest liczbą dodatnią czy ujemną. Tak więc δ Q {styl \delta Q} 
to przepływ ciepła z układu, a δ W {styl \delta W} to praca wykonana w układzie:
d U = - δ Q + δ W {{displaystyle {d} U=- δ Q + δ W {d} 
Z powodu tej niejednoznaczności bardzo ważne jest, aby w każdej dyskusji dotyczącej pierwszego prawa wyraźnie ustalić stosowaną konwencję znaków.
dU = zmiana energii wewnętrznej
Q = ciepło
W = praca
Powiązane strony
Pytania i odpowiedzi
P: Jaka jest pierwsza zasada termodynamiki?
O: Pierwsze prawo termodynamiki mówi, że energia nie może być ani tworzona, ani niszczona; może jedynie zmieniać się z jednej formy w drugą.
P: Czym jest zasada zachowania energii?
O: Zasada zachowania energii oznacza, że wszystko, co wykorzystuje energię, zmienia ją z jednego rodzaju na inny.
P: Czy perpetuum mobile może kiedykolwiek istnieć?
O: Nie, perpetuum mobile nigdy nie mogłoby istnieć, ponieważ złamałoby fundamentalne prawo fizyki, które mówi, że energia nie może być ani tworzona, ani niszczona.
P: Jakie są przykłady form energii w mechanice klasycznej?
O: Przykłady form energii w mechanice klasycznej obejmują ciepło, światło, energię kinetyczną (ruch) lub potencjalną.
P: Ile rodzajów energii występuje we współczesnej fizyce?
O: We współczesnej fizyce uważa się, że istnieją tylko dwa rodzaje energii - masa i energia kinetyczna, chociaż może to nie być pomocne dla osób niezaznajomionych z bardziej złożoną fizyką.
P: Czy całkowita energia wszechświata jest stała?
O: Tak, całkowita energia wszechświata (lub dowolnego układu zamkniętego) jest stała. Jednakże energia może być przenoszona z jednej części wszechświata do drugiej.
P: Jakie jest najczęstsze sformułowanie pierwszej zasady termodynamiki używane przez naukowców?
O: Najczęstszym sformułowaniem pierwszego prawa termodynamiki używanym przez naukowców jest to, że energii nie można stworzyć ani zniszczyć; można ją jedynie przenieść lub przekształcić z jednej formy w inną.
