ПЕ́РВОЕ НАЧА́ЛО ТЕРМОДИНА́МИКИ

ПЕ́РВОЕ НАЧА́ЛО ТЕРМОДИНА́МИКИ, один из осн. за­ко­нов тер­мо­ди­на­ми­ки, обоб­щаю­щий за­кон со­хра­не­ния энер­гии (уста­нов­лен­ный ра­нее для ме­ха­нич. сис­тем) на про­цес­сы, свя­зан­ные с пе­ре­да­чей те­п­ло­ты. Впер­вые сфор­му­ли­ро­ва­но Ю. Р. Май­е­ром в 1841, до­ка­за­но экс­пе­ри­мен­таль­но Дж. П. Джо­улем в 1843–50. Все­об­щий ха­рак­тер за­ко­на со­хра­не­ния энер­гии ма­те­ма­ти­че­ски обос­но­вал Г. Гельм­гольц в 1847. Од­на из фор­му­ли­ро­вок П. н. т.: не су­ще­ст­ву­ет веч­но­го дви­га­те­ля 1-го ро­да, т. е. та­ко­го, ко­то­рый со­вер­ша­ет ра­бо­ту без по­треб­ле­ния энер­гии из к.-л. ис­точ­ни­ка.

П. н. т. ус­та­нав­ли­ва­ет связь ме­ж­ду из­ме­не­ни­ем внут­р. энер­гии U сис­те­мы, ра­бо­той A, ко­то­рую сис­те­ма со­вер­ша­ет про­тив внеш­них сил, и ко­ли­че­ст­вом те­п­ло­ты Q, по­лу­чае­мым сис­те­мой из ок­ру­жаю­щей сре­ды: U₂-U₁=–A+Q. Здесь A и Q – из­ме­ряе­мые ве­ли­чи­ны, U₁, U₂ – внутр. энер­гия на­чаль­но­го и ко­неч­но­го со­стоя­ний сис­те­мы. Внутр. энер­гия U яв­ля­ет­ся функ­ци­ей со­стоя­ния и за­ви­сит толь­ко от раз­но­сти Q-A, но не от ка­ж­дой из этих ве­ли­чин.

П. н. т. для бес­ко­неч­но ма­лых из­ме­не­ний со­стоя­ния сис­те­мы фор­му­ли­ру­ет­ся в диф­фе­рен­ци­аль­ном ви­де: dU= –dA+dQ. Ес­ли сис­те­ма од­но­род­на (газ, жид­кость) и её си­ло­вое взаи­мо­дей­ст­вие с ок­ру­жаю­щей сре­дой обу­слов­ле­но толь­ко дав­ле­ни­ем p, то dA=pdV, где V – объ­ём сис­те­мы. Со­от­вет­ст­вен­но, dU= –pdV+dQ.

На ос­но­ве П. н. т. и вто­ро­го на­ча­ла тер­мо­ди­на­ми­ки соз­дан эф­фек­тив­ный ма­те­ма­тич. ап­па­рат для ис­сле­до­ва­ния тер­мо­ди­на­мич. свойств ве­ществ.