Свойства теплоизолированных процессов. Первое начало термодинамики.

Из опыта следует, что:

1. Между двумя состояниями системы возможен хотя бы один теплоизолированный переход.

2. В адиабатически изолированной системе работа не зависит от пути переходе, а только от начального и конечного состояний системы.

Эти формулировки представляют собой практически закон сохранения энергии для изолированных процессов и позволяет ввести функции состояния: внутреннюю энергию U (переход 1à2, работа системы A₁₂ = U₁-U₂, работа над системой A^*₁₂ = U₁-U₂). Действительно, т.к. , где X_i – функция состояния не зависит от пути, и, естественно, dA = X_idx_i – есть полный дифференциал некоторой функции. Вот ее то мы и обозначим –dU: dA = -dA. Величина U не включает в себя потенциальную и кинетическую энергию системы как целого. Вообще говоря полная энергия U_полн = U_кин + U_пот + U. В дальнейшем будем полагать, как это обычно делается в термодинамике, U_кин = U_пот = 0. Есть однако еще один способ изменения внутренней энергии. Если работа над системой (или системой) не совершается, то U₂ – U₁ = Q^*₁₂, где Q^*₁₂ - количество тепла получаемое системой при переходе 1à2. Отметим, что Q^*₁₂ от пути перехода зависит и никаким полным дифференциалом не является.

В общем случае для малых приращений можно написать:

dU = đQ^* + dA^* или đQ^* = dU + dA (I)

Эти формулы представляют собой математическую формулировку первого принципа (начала) термодинамики.