Първи закон на термодинамиката
Първият закон на термодинамиката гласи, че енергията не може да се създава или унищожава, но може да се променя. Този закон е в основата на принципа за запазване на енергията. Това означава, че всяко нещо, което използва енергия, променя енергията от един вид енергия в друг. Например при спортуване енергията от храната се превръща в кинетична (двигателна) енергия. Енергията не може да бъде създадена и никога не изчезва. С изключение на вечното движение, което остава загадка. Енергията просто променя формата си. Хората могат да използват промените, за да извършват полезна работа. Примерите за форми на енергия в класическата механика включват топлина, светлина, кинетична (движение) или потенциална енергия. В съвременната физика обаче се смята, че има само два вида енергия - маса и кинетична енергия, въпреки че това може да не е полезно за тези, които не са запознати с по-сложната физика.
Законът означава, че общата енергия на Вселената е константа. Енергията обаче може да се пренася от една част на Вселената в друга.
Най-често срещаната формулировка на първия закон на термодинамиката, използвана от учените, е:
История
Джеймс Прескот Джаул е първият човек, който чрез експерименти установява, че топлината и работата са взаимозаменяеми.
Първото изрично изложение на първия закон на термодинамиката е направено от Рудолф Клаузиус през 1850 г: "Съществува функция на състоянието Е, наречена "енергия", чиято диференциална стойност е равна на работата, обменена с околната среда по време на адиабатен процес."
Термодинамика и инженерство
В термодинамиката и инженерството е естествено да се мисли за системата като за топлинен двигател, който извършва работа с околната среда, и да се твърди, че общата енергия, добавена чрез нагряване, е равна на сумата от увеличението на вътрешната енергия плюс работата, извършена от системата. Следователно δ W {\displaystyle \delta W} 
е количеството енергия, загубено от системата поради работата, извършена от системата върху заобикалящата я среда. По време на частта от термодинамичнияцикъл, в която двигателят извършва работа, δ W {\displaystyle \delta W} е положителна, но винаги ще има част от цикъла, в която δ W {\displaystyle \delta W} е отрицателна, например, когато работният газ се компресира. Когато δ W {\displaystyle \delta W} представлява работата, извършена от системата, първият закон се записва:
d U = δ Q - δ W {\displaystyle \mathrm {d} U=\delta Q-\delta W\,} 
Хората не са съгласни дали енергията е положително или отрицателно число. Така че δ Q {\displaystyle \delta Q} 
е топлинният поток от системата, а δ W {\displaystyle \delta W} е работата в системата:
d U = - δ Q + δ W {\displaystyle \mathrm {d} U=-\delta Q+\delta W\,} 
Поради тази двусмисленост е много важно във всяка дискусия, свързана с първия закон, изрично да се установи използваната конвенция за знаците.
dU = промяната на вътрешната енергия
Q = топлина
W = работа
Свързани страници
Въпроси и отговори
В: Кой е първият закон на термодинамиката?
О: Първият закон на термодинамиката гласи, че енергията не може нито да се създава, нито да се унищожава; тя може само да преминава от една форма в друга.
В: Какъв е принципът на запазване на енергията?
О: Принципът на запазване на енергията означава, че всичко, което използва енергия, променя енергията от един вид в друг.
В: Може ли някога да съществуват вечни машини?
О: Не, вечните машини никога не могат да съществуват, защото това би нарушило основен закон на физиката, който гласи, че енергията не може нито да се създава, нито да се унищожава.
Въпрос: Какви са примерите за форми на енергия в класическата механика?
О: Примерите за форми на енергия в класическата механика включват топлина, светлина, кинетична (движение) или потенциална енергия.
В: Колко вида енергия има в съвременната физика?
О: В съвременната физика се счита, че има само два вида енергия - маса и кинетична енергия, въпреки че това може да не е полезно за тези, които не са запознати с по-сложната физика.
Въпрос: Постоянна ли е общата енергия на Вселената?
О: Да, общата енергия на Вселената (или на всяка затворена система) е константа. Въпреки това енергията може да се прехвърля от една част на Вселената в друга.
В: Каква е най-често използваната от учените формулировка на първия закон на термодинамиката?
О: Най-често използваната от учените формулировка на първия закон на термодинамиката е, че енергията не може да бъде създадена или унищожена; тя може само да бъде пренесена или преобразувана от една форма в друга.
