První termodynamický zákon
From Wikipedia, the free encyclopedia
První termodynamický zákon (také první termodynamický princip[1], první hlavní věta termodynamická[2] nebo nesprávně[3] první termodynamická věta[4]) představuje ve fyzice formulaci zákona zachování energie.
Podle tohoto zákona je celková energie izolované soustavy stálá (časově neměnná). Energie v izolované soustavě nemůže samovolně vznikat ani zanikat. Druh energie se však může měnit, např. mechanická energie může přecházet na teplo apod.
První hlavní termodynamickou větu je tedy možno vyjádřit následujícím tvrzením.
- Celkové množství energie (všech druhů) izolované soustavy zůstává zachováno.
Existují však i jiné formulace, např.
- Nelze sestrojit stroj, který by trvale dodával mechanickou energii, aniž by spotřeboval odpovídající množství energie jiného druhu.
Tato formulace říká, že neexistuje tepelný stroj, který by porušoval zákon zachování energie tím, že by cyklicky vykonával mechanickou práci bez přísunu energie. Takový stroj se označuje jako perpetuum mobile prvního druhu.
Podle kinetické teorie lze tepelné děje v tělesech popsat jako mikroskopický mechanický pohyb, a proto by bylo možné mluvit o zachování mechanické energie. Poněvadž však sledujeme těleso na makroskopické úrovni, nepopisujeme (a ani nejsme schopni popsat) pohyb jednotlivých částic. Ačkoli se tedy jednotlivé částice pohybují, zůstává např. pevné těleso (z makroskopického hlediska) neměnné. V pohybu jednotlivých částic látky je obsažena určitá energie, která se nazývá vnitřní energie. Tato vnitřní energie záleží na pohybovém stavu částic a mění se pouze v případě, že tělesu jako celku je přidána nebo odebrána energie, a to ve formě tepla nebo mechanické energie nebo změny složení soustavy (chemická energie).