2014-02-09
455
Внутренняя энергия термодинамической системы изменяется за счет совершения над телом работы 
и сообщения ему количества теплоты 
. Соверщение работы сопровождается перемещением внешних тел, воздействующих на систему. Так как, например, внутреннюю энергию газа можно изменить вдвигая поршень в цилиндр с газом. Поршень перемещаясь совершает над газом работу . По третьему закону Ньютона газ совершает работу над поршнем 
=-.
Сообщение газу количества теплоты не связано с перемещением внешних тел, то есть макроскопической работой. В этом случае молекулы более нагретого тела совершают работу над молекулами менее нагретого тела.
Совокупность микроскопических процессов захватывающих не все тело, а отдельные его молекулы, приводящих к передаче энергии от тела к телу, носит название теплопередачи.
Количество энергии, переданной от тела к телу посредством теплопередачи, называется количеством теплоты.
Изменение внутренней энергии системы равно
(1)
и 
- начальное и конечное значение внутренней энергии системы. Обычно вместо работы, совершаемой над системой, рассматривают работу, совершаемую системой над внешним телом, то есть =-. Тогда
(2)
- количество теплоты, сообщенной системе, идет на приращение внутренней энергии и работу системы над внешними телами.
Это не означает, что теплота всегда идет на увеличение внутренней энергии. Бывает, что > . В этом случае 
, то есть работа совершается за счет и убыли внутренней энергии. Если 
, то система не получает тепло, а отдает.
Из (2) следует, что измеряется в тех же единицах, что и 
и , то есть в Джоулях.
Для бесконечно малых изменений систем уравнение (2) можно заменить на дифференциальное
,
- является полным дифференциалом, то есть изменение его зависит от начального и конечного состояний и не зависит от пути, по которому совершается переход; 
и 
зависят от пути перехода системы от одного состояния к другому и не являются полными дифференциалами и функциями состояния. При круговом процессе 
. Тогда 
, то есть нельзя построить периодически действующий двигатель, который совершал бы работу, большую, чем сообщенное ему количество теплоты . То есть невозможен вечный двигатель первого рода.
