«Первый закон термодинамики.»

Историческая справка
[
править | править код]
Первое начало термодинамики было сформулировано в середине 
XIX века
 в результате работ 
немецкого учёного 
Ю. Р. Майера
, распространившего закон сохранения механической энергии 
сначала на термические (1842), а затем (1845) и на все немеханические явления, английского 
физика 
Дж. П. Джоуля
 (1843), экспериментально обосновавшего новый закон, и немецкого 
физика 
Г. Гельмгольца
 (1847), который — не зная о работах Майера — распространил закон 
сохранения энергии на все её виды и сыграл решающую роль в том, что этот закон стал 
общепризнанным
[5]
. 
Особенности различных формулировок первого начала 
термодинамики
[
править | править код]
Первое начало термодинамики часто формулируют как невозможность существования 
вечного 
двигателя
 (перпетуум мобиле) первого рода, который совершал бы работу, не черпая энергию из 
какого-либо источника
[1][2][3]
. Связь этого утверждения с законом сохранения энергии 
самоочевидна. 
Переход от микроскопического описания системы к макроскопическому ведёт к радикальному 
сокращению числа физических величин, необходимых для описания системы. Поэтому в 
термодинамике энергетические превращения — подчас весьма сложные, — происходящие 
внутри системы на микроуровне, не детализирует
[6]
, а совокупно описывают посредством 
специально для этой цели вводимой 
макроскопической величины
 — 
внутренней энергии
, 
составной части полной энергии системы, с микроскопической точки зрения представляющей 
собой сумму энергий всех входящих в систему частиц
[7]
. По этой причине в тех учебниках, в 
которых не касаются вопросов термодинамики потока и неравновесной термодинамики, нередко 
формулируют первое начало как постулат, вводящий в 
физику
 
макроскопических 
систем
 представление о 
внутренней энергии
[2]
 как об 
аддитивной величине
[8][9]
, являющейся 
однозначной, непрерывной и конечной скалярной 
функцией состояния
 термодинамической 
системы
[10]
. Как и для любой другой функции состояния, изменение внутренней энергии 
в 
бесконечно малом процессе есть полный дифференциал 
, а изменение внутренней энергии 
в 
круговом процессе
 равно нулю
[11][12][13][14]
: 
Математическое выражение, служащее 
дефиницией
 внутренней энергии, зависит от 
выбора 
термодинамических величин
, используемых в качестве независимых переменных 

---

теории. Традиционно внутреннюю энергию выражают с использованием в качестве 
фундаментальных понятий, которым термодинамика даёт описание без 
дефиниций, 
теплоту
 и 
термодинамическую работу
[1][3]
 (заимствуя понятие работы из других