Перший закон термодинаміки

Перший закон термодинаміки стверджує, що зміна внутрішньої енергії можливо тільки при наявності зовнішніх впливів. Іншими словами, якщо системі буде повідомлено певну кількість тепла і над нею буде здійснена робота, то активність даного тіла зросте.

Перший закон термодинаміки, визначення якого є законом збереження енергії, застосовується тільки до систем, які мають макроскопічні розміри. Він є математичним виразом першого початку науки, що вивчає загальні властивості систем. Це і є термодинаміка.

Стан системи може бути змінено за допомогою двох абсолютно розрізняються між собою способів. Перший з них пов`язаний з дією з переміщення навколишніх тіл на відстані, які визначають як макроскопічні. Також можлива робота знаходяться в безпосередній близькості предметів над системою. Другий спосіб пов`язаний з передачею або відведенням теплової енергії. В даному випадку навколишні систему тіла не змінюють свого розташування.

Перший закон термодинаміки стверджує, що початкові і кінцеві величини теплової енергії та роботи служать характеристиками того процесу, який відбувається над розглянутим речовиною. У тому випадку, коли система здійснює замкнутий цикл, повертаючись до початкового стану, величина температурного впливу буде аналогічна роботі, яку тіло справить.
Перший закон термодинаміки дозволяє зробити висновок про те, що існує поняття внутрішньої енергії. Вона є характеристикою стану системи. Вірогідні випадки, коли внутрішня енергія ізольованого тіла залишається незмінною. При цьому теплообмін відбувається тільки між речовинами, що знаходяться усередині системи. Тоді та величина тепла, яка відтікає від охолоджуються тіл, дорівнює його кількості, притікати до тіл нагрівається. Загальна внутрішня енергія замкнутої системи при цьому є незмінною. Цей стан являє собою тепловий баланс.

Якщо системі передається певна кількість енергії, то внутрішня активність тіла приймається як позитивна величина, а при зворотних процесах - як негативна.

Перший закон термодинаміки хімія застосовує також в своїх дослідженнях. Вважається, що внутрішня енергія зберігається в кінетичному стані. Її вираженням є переміщення іонів, атомів і молекул. Крім цього, енергія системи зберігається у внутрішньоядерних силах і хімічних зв`язках. Абсолютну величину активності речовини визначити неможливо. У зв`язку з цим встановлюється її зміна, пов`язане з конкретним процесом.

Перший закон термодинаміки в хімії розглядає роботу в якості розширення речовини. Її дія спрямована на противагу зовнішньому атмосферному тиску. Позитивне значення такої роботи означає, що система збільшує свою внутрішню енергію. При негативній величині відбувається втрата.

Робота, а також тепло не відноситься до властивостей системи. Ці параметри служать для характеристики взаємодії речовини з навколишнього його середовищем. Робота при цьому служить кількісним вираженням передачі руху молекул, що є впорядкованим, а теплота - еквівалентом хаотичного переміщення. Особливо яскраво це виявляється в хімічних реакціях. Якщо процес не набув свою початкову стадію або вже завершився, неможливо стверджувати про наявність в системі роботи і теплоти. Під час хімічної реакції проводиться перегрупування всіх атомів. При цьому одні зв`язки руйнуються, а інші утворюються. У результаті відбувається зміна внутрішнього стану системи та її енергії. Ці перетворення служать причиною відтоку тепла від речовини в навколишнє його середовище.

Відповідно до першого початку термодинаміки, робота будь-якого механізму забезпечується за рахунок певної кількості тепла, яке повинно бути отримано ззовні, або за рахунок зниження його внутрішньої енергії. Таким чином, старання багатьох винахідників, які намагаються сконструювати вічний двигун, були спочатку приречені на провал.