§ 8. Первый закон термодинамики

Молекулы газа постоянно находятся в хаотическом тепловом движении. При этом каждая молекула обладает кинетической энер- гией поступательного и вращательного движения. Кроме того, при столкновениях атомы приходят в колебательное движение, в резуль- тате чего возникает энергия внутримолекулярных колебаний. С по- зиций молекулярно-кинетической теории внутренняя энергия газа — это сумма потенциальной энергии взаимодействия частиц, составля- ющих тело, и кинетической энергии их беспорядочного теплового движения. Кинетическая энергия беспорядочного движения частиц пропорциональна температуре Г, потенциальная энергия взаимо- действия зависит от расстояний между частицами, т. е. от объема V тела. Поэтому в термодинамике внутренняя энергия U тела опреде- ляется как функция его макроскопических параметров, например температуры Т и объема V:

U=U(T,V)

В термодинамических процессах, осуществляется передача энер­гии от одних тел к другим. Эта энергия может передаваться в виде

теплоты и в виде работы. Различие состоит в том, что при теплопе­редаче отсутствует видимое движение тел относительно друг друга, а взаимодействие между телами выражается в переходе энергии от молекул одного тела к молекулам другого. Передача энергии в виде работы связана с видимым перемещением тел, в частности с измене­нием их объема. Поэтому про работу говорят, что она совершается, а про теплоту — подводится (или отводится).

Первый закон термодинамики — это частный случай закона со­хранения и превращения энергии. Он формулируется следующим образом: подведенное к системе количество теплоты Q частично идет на увеличение внутренней энергии системы ∆U и частично — на совершение этой системой работы A:

Q=∆U+A.