Primo principio della termodinamica

James Prescott Joule fu la prima persona a scoprire con esperimenti che il calore e il lavoro sono convertibili.

La prima dichiarazione esplicita della prima legge della termodinamica fu data da Rudolf Clausius nel 1850: "Esiste una funzione di stato E, chiamata 'energia', il cui differenziale è uguale al lavoro scambiato con l'ambiente circostante durante un processo adiabatico".

Termodinamica e ingegneria

In termodinamica e in ingegneria, è naturale pensare al sistema come a un motore termico che fa lavoro sull'ambiente circostante, e affermare che l'energia totale aggiunta dal riscaldamento è uguale alla somma dell'aumento di energia interna più il lavoro fatto dal sistema. Quindi δ W {displaystyle \delta W} è la quantità di energia persa dal sistema a causa del lavoro fatto dal sistema sull'ambiente circostante. Durante la parte del ciclotermodinamico in cui il motore sta facendo lavoro, δ W {displaystyle \delta W} è positivo, ma ci sarà sempre una parte del ciclo in cui δ W {displaystyle \delta W} è negativo, ad esempio, quando il gas di lavoro viene compresso. Quando δ W {displaystyle \delta W} rappresenta il lavoro fatto dal sistema, la prima legge è scritta:

d U = δ Q - δ W {displaystyle \mathrm {d} U=delta Q-\delta W\,}

Le persone non sono d'accordo se l'energia sia un numero positivo o negativo. Così che δ Q {displaystyle \delta Q} è il flusso di calore fuori dal sistema, e δ W {displaystyle \delta W} è il lavoro nel sistema:

d U = - δ Q + δ W {displaystyle \mathrm {d} U = - delta Q + delta W}

A causa di questa ambiguità, è molto importante in ogni discussione che coinvolge la prima legge stabilire esplicitamente la convenzione di segni in uso.

dU = il cambiamento di energia interna

Q = calore

W = lavoro

• Seconda legge della termodinamica