Первое начало термодинамики

Количество теплоты, сообщенное системе, идет на приращение внутренней энергии системы и на совершение работы над внешними телами

В дифференциальной форме первое начало термодинамики имеет вид

(9.16)

где - элементарные количества теплоты и работы.

Значок d обозначает отличие элементарного количества от полного дифференциала, т.к. количество теплоты и работы зависит от пути S перехода из одного состояния в другое. Если система вернется в исходное состояние, характеризуемое параметрами P, V, T, n, то количество запасенной теплоты или работы будет являться функцией состояния, а будет полным дифференциалом:

(9.17)

Все величины, входящие в первое начало термодинамики, являются алгебраическими, т.е. могут принимать как положительное, так и отрицательное значение.

Если система теплоизолирована (модель 2), она может совершать работу. Поскольку в адиабатическом процессе , то работа совершается за счёт уменьшения внутренней энергии.

(9.18)

Внутренняя энергия системы имеет конечную величину, поэтому совершение работы за счёт запаса внутренней энергии невозможно в процессах, имеющих циклический характер. Первое начала термодинамики запрещает протекание таких процессов и формулируется ещё следующим образом:

Невозможен «перпетуум мобиле» первого рода, т.е. такой периодически действующий двигатель, который совершал бы работу в большем количестве, чем получаемая им извне энергия.