Prvi zakon termodinamike
Prvi zakon termodinamike pravi, da energije ni mogoče ustvariti ali uničiti, lahko pa jo spreminjamo. Ta zakon je podlaga za načelo ohranjanja energije. To pomeni, da vse, kar uporablja energijo, spreminja energijo iz ene vrste energije v drugo. Na primer pri telovadbi se energija iz hrane spremeni v kinetično (gibalno) energijo. Energije ni mogoče ustvariti in nikoli ne izgine. Razen perpetuum mobile, ki ostaja skrivnost. Energija samo spreminja svojo obliko. Ljudje lahko te spremembe uporabijo za opravljanje koristnega dela. Primeri oblik energije v klasični mehaniki so toplota, svetloba, kinetična (gibalna) ali potencialna energija. V sodobni fiziki pa velja, da obstajata le dve vrsti energije - masa in kinetična energija, čeprav to morda ne bo v pomoč tistim, ki ne poznajo kompleksnejše fizike.
Zakon pomeni, da je skupna energija vesolja konstantna. Vendar se energija lahko prenaša iz enega dela vesolja v drugega.
Najpogostejša formulacija prvega zakona termodinamike, ki jo uporabljajo znanstveniki, je:
Zgodovina
James Prescott Joule je bil prvi, ki je s poskusi ugotovil, da sta toplota in delo zamenljiva.
Prvi izrecni zakon termodinamike je leta 1850 izrekel Rudolf Clausius: "Obstaja funkcija stanja E, imenovana 'energija', katere diferencial je enak delu, ki se izmenja z okolico med adiabatnim procesom."
Termodinamika in inženiring
V termodinamiki in inženirstvu je naravno, da si sistem predstavljamo kot toplotni motor, ki opravlja delo z okolico, in trdimo, da je skupna energija, dodana s segrevanjem, enaka vsoti povečanja notranje energije in dela, ki ga opravi sistem. Zato je δ W {\displaystyle \delta W} 
količina energije, ki jo sistem izgubi zaradi dela, ki ga sistem opravi na svoji okolici. V delu termodinamičnegacikla, ko motor opravlja delo, je δ W {\displaystyle \delta W} pozitiven, vendar bo vedno obstajal del cikla, ko bo δ W {\displaystyle \delta W} negativen, npr. ko se delovni plin stiska. Ko δ W {\displaystyle \delta W} predstavlja delo, ki ga opravi sistem, zapišemo prvi zakon:
d U = δ Q - δ W {\displaystyle \mathrm {d} U=\delta Q-\delta W\,} 
Ljudje se ne strinjajo, ali je energija pozitivno ali negativno število. Torej je δ Q {\displaystyle \delta Q} 
tok toplote iz sistema, δ W {\displaystyle \delta W} pa delo v sistem:
d U = - δ Q + δ W {\displaystyle \mathrm {d} U=-\delta Q+\delta W\,} 
Zaradi te dvoumnosti je zelo pomembno, da se v vsaki razpravi, ki vključuje prvi zakon, izrecno določi uporabljena konvencija o znakih.
dU = sprememba notranje energije
Q = toplota
W = delo
Sorodne strani
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je prvi zakon termodinamike?
O: Prvi zakon termodinamike pravi, da energije ne moremo niti ustvariti niti uničiti; lahko se le spreminja iz ene oblike v drugo.
V: Kaj je načelo ohranjanja energije?
O: Načelo ohranitve energije pomeni, da vse, kar uporablja energijo, spreminja energijo iz ene vrste energije v drugo.
V: Ali lahko kdaj obstajajo večni stroji?
O: Ne, perpetuum mobile ne morejo nikoli obstajati, ker bi s tem kršili temeljni zakon fizike, ki pravi, da energije ni mogoče ne ustvariti ne uničiti.
V: Kateri so primeri oblik energije v klasični mehaniki?
O: Primeri oblik energije v klasični mehaniki so toplota, svetloba, kinetična (gibalna) ali potencialna energija.
V: Koliko vrst energije poznamo v sodobni fiziki?
O: V sodobni fiziki velja, da obstajata le dve vrsti energije - masa in kinetična energija, čeprav to morda ne bo v pomoč tistim, ki ne poznajo kompleksnejše fizike.
V: Ali je skupna energija vesolja konstantna?
O: Da, skupna energija vesolja (ali katerega koli zaprtega sistema) je konstanta. Vendar se energija lahko prenaša iz enega dela vesolja v drugega.
V: Katero je najpogostejše besedilo prvega zakona termodinamike, ki ga uporabljajo znanstveniki?
O: Najpogostejša formulacija prvega zakona termodinamike, ki jo uporabljajo znanstveniki, je, da energije ni mogoče ustvariti ali uničiti; lahko jo le prenesemo ali pretvorimo iz ene oblike v drugo.
