Первый закон термодинамики

Равновесная термодинамика – строгая наука, опирающаяся на фундаментальные законы природы, систему постулатов и имеющая изящный математический аппарат. В основе классической термодинамики три закона (начала).

Первый закон термодинамики – следствие одного из самых общих законов природы – закона сохранения энергии.

Закон устанавливает, что ни одна система не порождает и не уничтожает энергию, она лишь обменивается ею с окружающей средой, при этом различные виды энергии могут превращаться друг в друга в эквивалентных количествах.

Для закрытой термодинамической системы, которая переходит из состояния 1 в состояние 2, обмениваясь с окружающей средой энергией в виде теплоты δQ и работы δW , первый закон термодинамики можно выразить соотношением 1.2:

Первый закон термодинамики

Первый закон термодинамики полностью применим и к живым организмам. Для живых систем он часто формулируется следующим образом:

Все виды работ в организме совершаются за счет эквивалентного количества энергии, выделяющейся при окислении питательных веществ.

Первый закон термодинамики – фундаментальный закон природы. Неизвестно ни одного процесса, где бы он нарушался. Если какой-либо процесс запрещен первым законом, то можно быть уверенным, что этот процесс никогда не произойдет.

Интересно
Но первый закон ничего не говорит о том, в каком направлении происходят процессы. Например, при падении камня вся его кинетическая энергия исчезает при ударе о землю, но при этом увеличивается внутренняя энергия самого камня и окружающих его тел, так что закон сохранения энергии не нарушается.

Но первому закону термодинамики не противоречил бы и обратный процесс, при котором к лежащему на земле камню перешло бы от окружающих предметов некоторое количество теплоты, в результате чего камень поднялся бы на некоторую высоту.

Однако никто никогда не наблюдал таких самопроизвольно подскакивающих камней. А биохимические системы! Разбить яйца и сделать яичницу несложно, воссоздать же сырые яйца из готовой яичницы – невозможно.

И причина такой избирательности процессов, происходящих во Вселенной, кроется во втором начале термодинамики, который, при всей его кажущейся простоте, является одним из самых трудных законов классической физики.

Узнай цену консультации

"Да забей ты на эти дипломы и экзамены!” (дворник Кузьмич)