Διδακτικά Βιβλία του Παιδαγωγικού Ινστιτούτου
1.4 1ος Νόμος της Θερμοδυναμικής
Απ' όλα όσα αναφέραμε συμπεραίνουμε ότι η αρχή διατήρησης της ενέργειας μπορεί να επαναδιατυπωθεί, έτσι ώστε να περιλαμβάνει και περιπτώσεις όπως αυτές που θεωρήσαμε, στις οποίες η μηχανική ενέργεια φαίνεται ότι δε διατηρείται. Η νέα αυτή διατύπωση θα αποτελεί τον: «Πρώτο νόμο της θερμοδυναμικής».
Η θερμότητα που ανταλλάσσει ένα σώμα με το περιβάλλον του μπορεί να θεωρηθεί είτε ως μηχανικό έργο είτε ως μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας ή ότι είναι και τα δυο.
Μπορούμε να εκφράσουμε τα προηγούμενα με τη μορφή μιας εξίσωσης: Πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής: Q = W + ΔU (1α)
Όπου: Q= Η θερμότητα που προσφέρεται στο σώμα. W= Το μηχανικό έργο που παράγει το σώμα. ΔU= Η αύξηση της εσωτερικής ενέργειας του σώματος.
Αναδιατάσσοντας τη σχέση 1α έχουμε: [pic] Η σχέση (1 β) μπορεί να θεωρηθεί ως ο ορισμός της μεταβολής της εσωτερικής ενέργειας.
Ένα σώμα που δεν αλληλεπιδρά με το περιβάλλον του ονομάζεται απομονωμένο σώμα.
Ένα απομονωμένο σώμα ούτε θα παράγει έργο ούτε θα καταναλώνει έργο (W = 0), επίσης δε θα δέχεται ούτε θα δίνει θερμότητα στο περιβάλλον του (Q = 0). Συνεπώς, σε ένα τέτοιο σώμα (απομονωμένο) έχουμε: ΔU = Q-W= 0-0 = 0
Οδηγούμεθα έτσι σε μια διαφορετική αλλά ισοδύναμη διατύπωση του πρώτου νόμου της θερμοδυναμικής, που είναι η εξής:
Η εσωτερική ενέργεια ενός απομονωμένου σώματος παραμένει σταθερή.