Page 55 - 6375

одного стану в інший пов’язаний як з виконанням роботи (макроскопічний процес), так і з

передачею певної кількості теплоти (мікроскопічний процес).
Закон збереження енергії, сформульований з урахуванням особливої форми передачі

енергії у вигляді теплообміну, є фундаментальним законом фізики і називається першим

законом термодинаміки. Цей закон встановлений у результаті широких експериментальних
і теоретичних досліджень у галузі фізики, хімії, а також на основі досліджень факту

еквівалентності теплоти і роботи. Він формулюється так: у теплових процесах зміна

внутрішньої енергії відбувається за рахунок приросту кількості теплоти і виконаної
роботи. Для нескінченно малих змін перший закон термодинаміки записують у такому

вигляді:

= − , (5)

де – зміна внутрішньої енергії; – кількість теплоти переданої системі; – робота,

виконана над системою. Рівняння (5) – найбільш раціональна форма запису першого закону
термодинаміки в диференціальній формі. Вона вказує на два можливих способи зміни

внутрішньої енергії в теплових процесах.

Якщо процес відбувається без зміни кількості теплоти , то він називається
адіабатним. Такі процеси завжди супроводжуються зміною температури системи.

Наприклад, у разі адіабатного розширення система виконує роботу за рахунок внутрішньої
енергії, що супроводжується зменшенням швидкості теплового руху молекул і зниженням

температури.
Оскільки у термодинаміці теплота відіграє особливу роль, то закон (5) доцільно

переписати у вигляді

= + . (6)

Інтегруючи вираз (6) між двома фіксованими станами термодинамічної системи,
дістаємо рівняння першого закону в інтегральній формі

= − + . (7)
12
2
1
Рівність (7) означає, що повна кількість теплоти , одержана системою, іде на
приріст внутрішньої енергії ∆ = − системи та на виконання роботи проти
1
12
2
зовнішніх сил. Для колових процесів (циклів), у яких кінцевий стан збігається з початковим,

= . (8)