První termodynamický zákon

• často těleso přijímá nebo odevzdává energii konáním práce i tepelnou výměnou
• např.: plyn stlačujeme i ohříváme
• příklad:
  • pružina pohnula pístem, tím stlačila plyn a vykonala práci 50 J
  • ohřívák odevzdal plynu teplo 40 J
  • vnitřní energie plynu stoupla o ΔU = 40 + 50 = 90 J

Přírůstek vnitřní energie soustavy ΔU se rovná součtu práce W vykonané okolními tělesy, které působí na soustavu silami a tepla Q odevzdaného okolními tělesy soustavě.
ΔU = W + Q

Tuto rovnici nazýváme “První termodynamický zákon (1. věta termodynamická)

• soustava může energii buď přijímat od okolních těles nebo odevzdávat okolním tělesům
• pokud soustava energii přijímá od okolních těles – považujeme práci i teplo za kladné: Q > 0, W > 0 – obr. A
• pokud soustava energii odevzdává okolním tělesům – považujeme práci i teplo za záporné: Q < 0, W < 0 – obr.B
• ΔU > 0 pokud se vnitřní energie soustavy zvětšila
• ΔU < 0 pokud se vnitřní energie soustavy zmenšila

Diskuse možností:

1. Q = 0, pak ΔU = W

• vnitřní energie se mění jen konáním práce
• neprobíhá tepelná výměna s okolím
• nazýváme adiabatický děj

2. W = 0, pak ΔU = Q

• W práce, kterou vykonají na soustavě okolní tělesa
• často nahrazujeme práci W prací W’, kterou vykoná soustava působením na okolní tělesa stejně velkou silou opačného směru po stejné dráze

W = –W’

• Dosadíme: ΔU = –W’ + Q

Tedy (úpravou):

Teplo Q dodané soustavě se rovná součtu přírůstku její vnitřní energie ΔU a Práce W’, kterou vykoná soustava na okolní tělesa.